KR101926884B1

KR101926884B1 - 모듈식 코우터 분리

Info

Publication number: KR101926884B1
Application number: KR1020137012855A
Authority: KR
Inventors: 브누아 르콩트; 휴즈 위암; 도모히로 요네미치
Original assignee: 에이쥐씨 글래스 유럽
Priority date: 2010-10-22
Filing date: 2011-10-18
Publication date: 2018-12-07
Also published as: MX2013004489A; US20130337193A1; MX366096B; ZA201303646B; JP5984820B2; UA112300C2; EP2630271B1; ES2872339T3; CN103237919B; BR112013009629B1; CN103237919A; JP2013545891A; EA201390594A1; MY164208A; KR20130132814A; MX360285B; EP2630271A1; US9938617B2; BR112013009629A2; EA025781B1

Abstract

본 발명은 평탄한 유리 기판상에 다층 코팅 스택을 진공 하에서 증착하기 위한 공정 및 평탄한 유리 기판상에 박층 증착을 하는 모듈식 코우터에 관한 것이다. 모듈식 코우터의 2개의 증착 영역 사이에 배치된 가스 분리 영역은 유리 기판용 호위 경로(convoying path) 근방에 적어도 1개의 가스 인젝터를 포함하며, 상기 유리 기판은 1개의 증착 영역으로부터 분리 영역을 경유하여 다른 1개의 증착 영역 쪽으로 구멍을 통해 지나간다. 본 발명은 2개의 증착 영역 사이의 분리 계수를 향상시킬 수 있는 것이다.

Description

모듈식 코우터 분리{MODULAR COATER SEPARATION}

본 발명은 평탄한 유리 기판(flat glass substrate)상에 다층 코팅 스택(a multi-layers coating stack)을 진공 하에서 증착(deposit)하기 위한 공정, 및 예를 들어 2m 또는 3m 또는 4m의 폭(예를 들어 3.21m의 폭)을 가진 대형 유리 기판상에 진공 하에서 다층 코팅 스택을 연속적인 방법으로 증착하는 코우터 장치(coater apparatus)에 관한 것이다. 유리 기판 또는 유리 시트는 코우터 장치에서 서로 수 cm의 간격을 두고 따라간다. 따라서, 그 사이에는 간격이 있다. 이 장치는 음극 스퍼터링(cathodic sputtering) 장치 또는 PVD(물리적 증기증착) 코우터이며, 마그네트론(magnetron)으로도 불리우는 자기성이 강화된 스퍼터링 장치일 수도 있다. 상기 장치는 또한 예를 들어, PECVD(플라즈마-강화된 화학적 증기증착) 코우터일 수도 있다.

다층 코팅은 예를 들어 금속 산화물 층 또는 금속 질화물 층과 같은 유전체 층(dielectric layers)으로 둘러싸인 1개 이상의, 특별하게는 3개 또는 4개의 은 적외 반사 층(silver infrared reflective layers)을 포함할 수 있다. 그런 다층 코팅으로 코팅된 유리 기판은 태양광(solar) 제어 유리 패널(glazing panel) 또는 저 방출 유리 패널을 형성하는 역할을 할 수 있다. 코팅된 유리 기판은 다른 유리 기판과 조립되어 절연 유리 유닛(IGU: Insulating Glass Unit)을 형성하거나, 또는 다른 유리 기판에 적층(laminate)되어 예를 들어, 방풍유리(windshield)와 같이 차량의 투명성을 형성할 수도 있다.

본원에 기재된 "진공 하에서(under vacuum)"의 표현은 증착 영역 내의 압력이 정상 대기압보다 훨씬 낮은 값으로, 예를 들면 0.1과 99 mTorr(10^-3 Torr) 사이의, 바람직하게는 예를 들어, 0.5와 15 mTorr 사이의 압력으로 감소된 상태를 의미한다.

코팅되는 각각의 층 또는 그룹의 유사한 층(예: 금속 층)은 스퍼터링 영역, 즉 증착 영역에 상당하며, 상기 증착 영역은 증착되는 층에 상당하는 음극(타겟)에 대한 1개 이상의 포지션(포지션은 소스 베이(source bay))를 포함하며, 상기 증착 영역에서는 산소 또는 질소 또는 다른 특정 가스와 함께 또는 단독으로 아르곤(Ar)을 포함하는 특별한 분위기가 감소된 압력에서 유지된다. 모듈식 코우터에서 1개의 모듈은 일반적으로 3개의 펌핑 영역과 연관된 3개(때로는 4개)의 증착 영역을 포함하여 증착 영역에서 필요한 낮은 수준의 압력을 유지할 수 있다. 특히 적어도 3개의 적외 반사 층(은 층)을 가진 코팅용으로, 새로운 코팅 스택의 더 복잡해지고 증가한 수의 층으로 인하여, 필요한 증착 영역의 수가 증가하며, 기존의 장치는 너무 작게 된다.

또한 다수의 코팅이 예를 들어 열처리 및 비열처리 코팅이 동일한 라인에서 발생될 수 있도록, 코우터는 높은 가요성(flexibility)이 필요하게 된다. 이것은 필요한 포지션의 수를 증가시킨다. 또한 상기 필요는 코팅을 발생하는 데 필요한 시간 길이도 감소시킨다.

코우터가 마그네트론과 같은 진공 하에서 작동하는 경우, 증착 영역(또는 챔버)(또한 "코트 영역"으로도 칭함) 사이의 가스 격리(isolation) 시스템은 다른 공정과 분리시킬 필요가 있다. 예를 들어, 평탄한 유리에 저방사율의 단일, 이중 또는 삼중 은 코팅을 하는 제조에서는, 순수 아르곤의 주입이 필요한 금속 은(metallic silver)의 증착 및 산소(O₂) 또는 질소(N₂)의 주입을 필요로 하는 유전체의 스퍼터링이 서로 이웃하고 있다. 가스 격리 영역을 갖지 않은 상태에서는 금속 스퍼터 챔버 내의 O₂ 또는 N₂의 부분 압력이 너무 높아서 Ag층에 대한 양호한 금속 특성을 얻을 수 없을 것이다. 이것이 2개의 증착 영역이 흔히 가스 분리영역으로 칭해지는 섹션에 의해 분리되고, 바람직하게 펌핑 수단(또한 이 경우에도 펌핑 섹션으로 칭해짐)을 갖는 이유이다. 증착 영역 사이의 격리부의 설계는 코우터 타입에 따른다. 유리산업에서 대면적 코우터의 2개의 주 공급업체는 AMAT(예: BOC)와 폰 아르덴(Von Ardenne)이다.

AMAT 타입 모듈식 코우터용으로, 복수개의 펌프식 터널에 의해 격리부가 제공된다. 터널은 챔버 주변에 연결된 전도성-제한 구멍(conductance-limiting aperture)이다. 3개의 터널이 각각의 가스 분리 영역에 제공된다. 상기 구멍은 가변 두께의 유리(기판)를 수용할 수 있게 조절될 수 있다. 구멍들 사이에는 펌핑 갭이 형성된다. 각각의 갭은 전용의(dedicated) 16" 디퓨젼 펌프(diffusion pump: DP)로 펌핑된다. 표준 설계를 위해서, 총 6대의 DP가 격리 섹션에 연결된다. 이 경우, 특히 고감도 코팅을 위한 추가되는 격리 스테이지는 터널의 각 측에 2대의 DP를 터널 섹션에 추가하여서만 실현할 수 있다. 표준 격리 섹션의 총 길이는 약 2000 mm이다.

폰 아르덴 타입의 코우터에서, 가스 분리 영역은 공정이 일어나는 "스퍼터 섹션"의 반대편 포지션의 "펌프 섹션"이다. 펌프 섹션의 폭은 프로세스 챔버와 동일하며, 780 mm 이다. 여기에는 2개의 격리 터널이 설치된다. 터널 중 1개는 통과 라인(pass line)의 상부에 약 25 mm 지점에 배치된 완전 금속평판(full metal plate)이며; 이웃 프로세스 챔버를 통하는 개구가 코우터의 상부 측 벽에 배치된다. 제2터널은 코우터의 폭을 따라(유리 이송방향에 대해 수직) 중앙에 슬릿을 가진 금속평판이며, 해당 세그먼트에서의 가스의 펌핑은 슬릿을 통해 수행된다. 펌프 섹션의 2개의 세그먼트의 각각은 1개 내지 3대의 TMP(Turbo Molecular Pumps)로 펌핑된다. 펌프는 2개의 평행한 라인을 따라 뚜껑에 고정된다.

2개의 스퍼터 챔버사이에 배치된 격리 섹션의 성능은 격리 계수 또는 가스 분리 계수(SF:separation factor)로 불리운다. 상기 계수는 10^-5 mbar 아래의 압력 수준으로 스퍼터 챔버를 비워서(evacuate) 측정된다. 아르곤 가스는 5xl0^-3 mbar의 압력 수준(충전 압력)으로 증착 영역(영역1)에 공급된다. 가스 분리영역의 다른 편에 증착 영역(영역2)에서, 압력이 측정된다(시험 압력). 시험은 영역2에 공급되는 아르곤 가스를 갖고 반복되며, 압력은 영역1에서 측정된다. 평균 가스 분리 계수(SF)는 다음과 같이 계산된다: 0.5((충전압력영역1 / 시험압력영역2) + (충전압력영역2 / 시험압력영역1)). 이 계산을 위해, 유리는 터널에 제공되지 않는다. 사실상, 증착 공정 동안에 기판 사이에는 공간이 있어서, 유리 기판을 갖지 않는 순간들이 규칙적으로 있고, 따라서 분리가 유리 기판을 갖지 않고 효과가 있어야 하며, 분리 계수는 유리 기판을 갖지 않고 평가되어야 한다.

실제 생산 라인에서, 분리 계수가 측정되었다. AMAT 모듈식 코우터 설계를 위한 격리 영역의 값은 25와 50 사이에 있다. 단일 폰 아르덴 타입의 펌프 섹션의 값은 펌프의 수와 터널 평판의 높이에 따르는 30과 200 사이가 포함된다. 2개의 펌프 섹션이 나란히 있는 경우, 이 계수는 400으로 증가한다.

결론적으로, 분리 영역은 모두 동일한 원리에 기초함을 알 수 있으며; 2개의 증착 영역 사이에 긴(long) (780m와 2000m 사이) 영역이 있으며, 여기서 전도성(conductance)은 터널(금속평판) 거리에 대한 통과 라인을 조절하여 감소시킨다. 상기 영역은 그 옆에서 펌핑이 이루어지는 구멍을 가진 수개의 개방부이다. 이것은 매우 정적인 설계로 한정될 수 있다.

종래 코우터는 증착 영역들 또는 스퍼터 챔버들 사이에 정적인 가스 격리를 갖고 설계되었다. 종래 코우터의 구조는 사양에 따라 30의 최소 가스 분리 계수를 제공하지만, 코우터에서 측정된 실제 값은 최상의 경우에 400 정도이다.

본 발명은 코우터에서 2개의 증착 영역 사이에 가스 분리부를 개량한 것이다.

본 발명은 평탄한 유리 기판에 다층 코팅 스택을 증착하기 위한 방법이, 제1분위기(atmosphere)를 가진 제1증착 영역에서의 적어도 제1층과, 분리 영역에 의해 제1분위기와 분리되는 제2분위기를 가진 제2증착 영역에서의 적어도 제2층을 진공 하에서 증착하는 단계를 포함하며, 상기 평탄한 유리 기판은 제1증착 영역으로부터 호위 경로(convoying path)를 따라 분리 영역을 통해 제2증착 영역으로 이동되며, 호위 경로 근방의 분리 영역으로 가스를 주입하여, 분리 계수가 2개의 다른 분위기 사이에서 증가되게 한 것을 특징으로 하는 것이다.

본원에 기재된 "의 주변(in the vicinity of)"의 표현은 약 1mm에서 약 500mm까지의 거리 주변을 의미한다. 가스의 주입은 기존의 증착 공정 및 설정(setting)으로 쉽게 조절할 수 있는 조절식 가스 흐름으로 도입된다. 주입된 가스 흐름의 유량 규제는 분리 계수의 동적 적응(dynamic adaptation)을 하게 한다.

바람직하게, 분리 영역 내의 분위기의 가스는 펌핑에 의해 투입된다. 이것은 분리 계수를 증가시킨다.

본 발명은 또한, 그 사이에 가스 분리 영역이 있는 적어도 2개의 증착 영역을 갖고, 1개의 증착 영역으로부터 다른 증착 영역 쪽으로 분리 영역을 경유하여 구멍을 통해 지나가는 유리 기판용 호위 경로를 가진, 평탄한 유리 기판상에 진공 하에서 박층의 증착을 하는 모듈식 코우터에 관한 것이며, 가스 분리영역은 호위 경로의 근방에서 적어도 1개의 가스 인젝터를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 가스 분리 영역은 펌핑 수단을 부가로 포함하여 가스 분리 영역 밖으로 가스를 투입시킨다. 이것은 분리 계수를 증가시키는데 유익한 수단이다.

바람직하게, 덮개 수단은 호위 경로 위에 배치되어, 유리 기판이 그 위에서 호위를 받을 때 가스 분리영역 내에서 호위 경로와 함께 터널을 한정하며, 적어도 1개의 가스 인젝터가 상기 터널 내에 배치된다. 이것은 양호한 가스 주입의 효과를 얻는데 유익하다.

코우터가 마그네트론 같은 음극 스퍼터링 장치인 실시예에서, 증착 영역은 1개 이상의 음극 베이(bay)를 가진 스퍼터링 영역이다.

바람직하게, 상기 인젝터(들)는 호위 경로와 상기 호위 경로의 5 mm와 50 mm 사이의 거리에 배치된 지붕 벽(roof wall)과의 사이에 배치되어, 호위 경로에서 이동하는 기판으로 터널 부분을 한정한다. 바람직하게, 가스 인젝터(들)는 호위 경로의 10 mm와 100 mm 사이에, 바람직하게는 15 mm 내지 50 mm 사이에, 예를 들면 약 20 mm 지점에 배치된다. 가스는 호위 경로 위에 주입되지만, 또한 위의 주입에 더하여 호위 경로 밑으로도 주입될 수 있다.

본 발명은 2개의 증착 영역을 분리시키는 저 전도성 터널에 조절가능한 흐름의 가스를 주입시켜 가스 분리부를 개조한 동적 방식(dynamic way)을 제공한다. 분리부를 개선하여 주입된 가스는 바람직하게 터널의 상부에 펌프를 이상적으로 연결하여 펌핑될 수 있으며; 이것은 증착 영역에서의 압력 증가를 제한한다.

가스 분리 영역에서의 가스 주입은 분리 계수를 향상시키는 놀라운 일이다. 반대로, 그것은 증착 영역에서 증착 프로세스를 방해할 것이라고 생각할 수 있다.

본원의 발명자들은 놀랍게도 본 발명이 2배와 최대 20배 사이의 더 나은 높은 분리 계수에 도달하게 할 수 있음을 발견했다. 이런 개량은 추가로 가스 분리 영역의 길이 감소 및 터보 분자 펌프의 대수 감소 인, 2개의 주요한 계수로 인하여 비용 절감을 이룰 수 있다.

본 발명의 다른 이점은 이런 가스 주입이 분리 계수를 쉽게 조절할 수 있게 하며, 접근 성능은 치수가 현저히 감소될 수 있게 높다.

분리 계수의 이런 증가는 증착 영역들 사이에 튜닝 분리 작용의 가요성 방식(flexible way)을 제공하며, 동적 분리 터널을 요구하게 된다.

본 발명의 또 다른 이점은:

- 분리 계수가 종래 설계의 경우보다 상당히 높고;

- 분리 계수가 주입된 가스의 양을 변경하여 조절될 수 있고;

- 분리 계수의 범위는 1에서 10000까지 변할 수 있고;

- 종래 설계에 상당하는 분리에 필요한 공간이 더 짧고;

- 증착 챔버 내의 압력이 펌프 용량에 의해 제어될 수 있고, 스퍼터링 공정을 위한 허용 값 내에서 유지될 수 있고(0.1 내지 99 mTorr, 바람직하게는 0.5 내지 15 mTorr);

- 2개 이상의 동적 분리 터널이 매우 높은 분리 계수가 필요한 특별한 용도에 맞게 서로 이웃하여 설치될 수 있고;

- 본 발명에 따른 가스 분리 영역에 의해 분리된 2개의 증착 영역이 서로 다른 압력 수준에서 작동될 수 있는 것이다.

호위 경로는 에어 쿠션상에서 호위작용을 할 수 있다. 바람직하게, 사실상 호위 경로는 롤러 컨베이어이다. 일련의 유리 기판을 전달하기 위한 롤러 컨베이어의 사용은 좁은 구멍을 사용하여 분리 영역에 들어오고 나가는 것을 막는다. 또한, 유리 기판은 다양한 일련의 생산물 사이에서 서로 다른 두께를 가질 수 있고; 그것은 또한 구멍의 치수를 고려해서 취해야만 한다.

도1은 그 사이에 분리 영역이 있는 2개의 증착 영역을 나타내는 본 발명의 제1실시예를 도시한 도면이다.
도2는 그 사이에 분리 영역이 있는 2개의 증착 영역을 나타내는 본 발명의 제2실시예를 도시한 도면이다.

본원의 첨부 도면은 본 발명을 설명하기 위해 제공된 것이며, 첨부 도면이 본 발명의 범위를 제한하지 않는다.

도1과 도2는 그 사이에 분리 영역 또는 챔버(B)를 가진 제1 및 제2증착 영역(A)을 형성하는 2개의 챔버를 포함하는 모듈을 개략적으로 나타낸다. 증착 영역의 선택적 펌핑 수단은 도시되지 않았다. 분리 영역은 호위 경로 위에서 2개의 격실(D)을 포함한다. 각각의 격실(D)은 상부에서 적어도 1개의 펌핑 수단(C)을 포함하며, 상기 펌핑 수단은 격실 내부의 압력을 저 수준으로 유지하고 분리 계수를 조절할 수 있게 작동 또는 비작동 될 수 있다.

호위 경로(H)는 분리 챔버 내부의 롤러 컨베이어(F)에 의해 유형화된다. 제1증착 영역(A)과 분리 영역(B) 사이에는 통로를 떠나 유리 기판을 향하는 구멍(G)이 있다. 또한, 구멍(G)은 분리 영역(B)과 제2증착 영역(A) 사이에도 있다.

각각의 펌핑 격실(D)은 호위 경로 위로 약 10 내지 50 mm 지점에 배치된 평판 형태의 덮개 수단에 의해 밑에서 폐쇄되어, 2개의 증착 영역 사이에서 호위 경로 위에 제공되었을 때 기판과 함께 터널 경로를 형성한다. 각각의 평판에는 슬릿(K)이 있으며, 슬릿(K)은 펌핑 수단이 가스를 터널 경로로부터 추출할 수 있게 한다.

가스 인젝터(E)는 터널 경로의 입구와 출구 근처에 배치되며, 상기 터널 경로를 덮고 있는 평판에 고정된다. 각각의 가스 인젝터는 홀(hole)이 천공된(drilled) 파이프이며, 가스는 그 위로 약 20 mm 지점에서 호위 경로의 방향으로 주입된다.

도2에서는 또한 각각의 증착 영역(A)과 펌핑 격실(D) 사이에 측면 구멍(J)이 있어서, 가스를 펌핑 격실을 통해 증착 영역으로부터 추출할 수도 있다.

가스 격리 계수 또는 가스 분리 계수(SF)는 추가로 다른 매개변수를 조절 및/또는 조합하여 증가시킬 수 있다. 그 중에서, 통과 라인(H) 위에 구멍(도1에서 참조부호 G를 참조), 격리 터널(B)의 길이, 코우터의 폭, 및 펌프(C)의 존재와 같은 가스 분리 영역의 치수를 찾을 수 있다. 치수 변경 및 펌핑 용량의 추가는 정적 분리로 불리는 분리를 수행하는 일반적인 방식이다. 3개의 계수에 의한 분리 챔버(영역) 길이의 감소는 대략 50%의 가스 분리 계수를 감소시킬 수 있다. 펌핑 용량을 2로 나누면 모든 다른 변수는 일정하게 있으면서 10% 정도 분리 계수를 줄일 수 있다.

종래 기술과 대비하여 본 발명의 효과를 실증하기 위해, 본원의 발명자들은 다음과 같은 시험을 했다.

분리 영역에 추가적인 펌핑을 갖지 않고 간단한 주입 효과를 입증하기 위해, 본원의 발명자들은 아르곤과 같은 중성 가스를 분리 챔버 내에 주입하여, 더 했다. 실험은 2000sccm(Standard Cubic Centimetres per Minute, 즉 가스 유량 측정)의 주입된 양이 분리 계수에 약 2.5를 곱할 수 있음을 보여준다. 10000sccm의 주입 양은 분리 계수에 약 20을 곱할 수 있다. 이것은 본 발명이 달성할 수 있는 분리 계수에 높은 가요성을 보여준다.

이 결과는 분리 영역에 펌핑 용량을 더하여 향상될 수 있다. 만일 본원의 발명자들이 종래의 설계에서 발견된 것과 유사한 펌핑 용량을 고려한다면, 분리 영역에서의 가스 흐름 주입 더하기 펌핑 용량 모두의 향상은 3.75에서 최대 30에 이르는 분리 계수의 곱셈 계수를 나타낸다.

펌핑 챔버의 상부측의 측면 구멍(도2에서 J)을 폐쇄하는 구성의, 분리 영역에서의 펌핑 섹션의 설계 변경은 분리 계수의 값을 40% 향상시킬 수 있다.

본 발명은 짧은 터널 길이를 갖고 표준 분리 계수 값에 상당하는 분리 계수 값에 도달하거나 표준 분리 영역 길이를 갖고 양호한 분리 계수 값에 도달할 수 있게 한 것이다. 본 발명은 코우터가 분기(venting)를 갖지 않은 종래 설계에서 가능하지 않은 분리 계수를 조절할 수 있게 한 것이다.

코우터 내부의 압력 수준은 바람직하게 터보-분자 펌프에 의해 제어되어, 프로세스와 양립할 수 있는 압력 수준을 보장한다. 필요한 분리 계수의 값은 주입된 가스의 양을 변화시켜 조절된다.

가스는 인젝터(들)에 의해 분리 영역에 주입되며, 상기 가스는 분리 영역 자체에서 또는 이웃한 증착 영역에서 올 수 있다.

가장 적절한 가스 주입 시스템은 챔버 폭(이동방향에 대해 직교)을 따라 고정된 홀이 천공된 파이프로 제조된다. 바람직하게, 2개의 증착 영역의 각각에 근접하여 가스 인젝터가 있다. 홀에서 나오는 가스의 흐름은 호위 경로 쪽으로 수직하여 향하거나 또는 대응하는 증착 영역의 구멍을 향한다.

1실시예에서, 인젝터(들)는 그 길이에 걸쳐 배치된 홀을 가진 약 20 mm 직경의 금속관(들)이며, 상기 관은 호위 경로의 20 mm의 거리에서 호위 경로의 폭을 가로질러 배치된다.

주입장치의 치수 또는 형상이 무엇이든지 기존 용도용으로 적당한 분리 영역에서의 주입 가스의 다른 방식이 있다. 주입 유량은 가스 흐름을 제어할 수 있는 질량 유량계 또는 다른 장치와 같은 조절장치(regulator)에 의해 제어된다. 흐름을 적용할 수 있는 범위는 유량 또는 압력을 제어하여 구해진 0과 10000sccm(표준 입방 센티미터) 사이이다. 가스의 방출 각도 또는 파이프의 홀의 방향은 기하학적 형상의 제한조건에 따라 변경될 수 있다. 2개 이상의 인젝터가 사용되는 경우, 흐름은 서로 다른 인젝터 파이프 사이에서 균일하게 또는 균일하지 않게 배분될 수 있다. 예를 들어, 2개의 파이프가 도1에 도시된 바와 같이 사용되고, 총 유량이 2000sccm이면, 1개의 파이프 내의 유량은 1000이고, 제2파이프 내의 유량은 1000일 수 있지만, 이것은 또한 500 및 1500sccm 일 수 있으며 또는 그 밖의 다른 배분일 수도 있다.

2개의 증착 영역을 분리한 가스 주입의 기본 원리는 임의적인 타입의 가스에 대해 유효한 것이지만, 당 기술분야의 기술자는 가스의 선택이 분리되는 증착 공정 분위기에 따를 것임을 알 수 있을 것이다.

본 발명에 따른 가스 주입과 조합되는 최적의 펌핑 수단은 분리 챔버의 뚜껑에 고정된 2300 1/s의 공칭 펌핑 용량을 가진 4대의 터보 분자 펌프(turbo molecular pump)를 기초로 한다. 본 발명이 최고의 이점을 갖기 위한 프로세스 압력 범위는 이상적으로 0, 1과 15 mTorr 사이에 양호하게 포함된다. 펌프의 수는 0과 챔버 주위로 사용 가능한 간격으로 한정된 최대 양과의 사이에서 변경될 수 있다. TMP(터보 분자 펌프)의 펌핑 용량은 압력 범위에 맞게 설계되어야 한다. 2개의 증착 영역 사이의 분리 계수를 추가로 향상시키기 위한 펌핑을 하는 동안 본 발명에 따른 분리 영역에서의 가스 주입은, 마그네트론 스퍼터링 프로세스 압력으로 제한되지 않는다. 최대 약 100 mTorr의 높은 압력에서 실행하는 프로세스는 기계적 펌프 또는 루트(roots)와 같은 러프(rough)한 진공 펌프가 장착된 동적 터널에 의해 서로 격리될 수 있다. 이 경우, 주입된 가스의 유량은 앞에서 설명한 것보다 훨씬 높다.

디퓨젼 펌프(diffusion pump), 기계적 펌프 또는 작업 압력에 도달할 수 있는 임의 타입의 다른 펌프와 같은 다른 타입의 펌프들도 적당하다.

가장 적당한 기하형상은 분리 영역(B)이 2개의 격실(D)로 나누어진 것에 기초한다. 각각의 격실은 분리 영역의 뚜껑에 배치된 2개의 펌프(C)에 의해 펌핑된다. 격실의 저부(bottom)는 호위 경로 위에서 펌핑을 하기 위한 슬릿(K)을 가진 평판이다. 슬릿(K)의 크기는 0(펌핑 없음)과 격실의 총 길이(완전 개방) 사이에서 변할 수 있다. 슬릿 개구는 도1 및 도2에서와 같이 터널의 중심에 위치될 필요는 없다. 가스 주입구(E)는 증착 챔버와 펌핑 슬릿(K) 사이의 컨베이어(F) 위에 분리 챔버에 배치된다. 터널의 길이는 100과 2000 mm 사이에서 변할 수 있다. 동적 터널의 구멍(G)은 기판 두께에 따라 다르며, 호위 경로(H) 위에 1과 100 mm 사이에서 변할 수 있다. 구멍(G)은 제1증착 영역(A)과 제2증착 영역(A) 사이에서 다를 수 있다. 이상적으로, 격실(D)이 증착 영역(A)으로 직접 향하는 개구(도2에서 J)를 갖지 않았지만, 종래 코우터에서의 펌프 섹션 설계의 성능이 터널에서의 가스 주입과 본원의 구조(펌프 섹션의 측면상의 개구, 도2에서 J)를 사용하여 그것을 펌핑하여 향상시킬 수 있다. 동적 터널의 폭은 코우터의 폭에 이상적으로 대응한다. 폭은 기판의 용도 및 기판의 크기에 따라 달라진다. 당 기술분야의 기술자는 균일한 펌핑이 슬릿이 폭 방향으로 완전히 개방된 경우 이루어지는 것임을 알고 있을 것이다. 그러나, 펌핑 용량은 슬릿(K)의 폭을 줄여서만 변경할 수 있다.

예1.

예1은 분리 계수에 대한 가스 주입 흐름의 영향을 나타낸 것이다.

정적 펌핑된 격리 시스템에 기초한 종래 기술의 표준 설계로부터 시작했으며, 본원의 발명자들은 상술한 설명에 따라 가스 분리 계수(SF)를 측정했다. 이 값들은 본 발명에 따라 설계를 변경한 후 구한 값과 비교되었다.

참고 설계는 2개의 증착 영역 사이에서 펌핑을 갖지 않은 1000 mm 길이의 분리 터널을 구성했다. 아르곤 1000sccm의 유량이 분리 터널에 인접한 각각의 증착 챔버에 주입되었다. O₂ 40sccm의 유량은 1측 증착 챔버에만 주입되었고, 0₂의 부분 압력은 타측 증착 챔버에서 측정되었다. 본 발명에 따라서, Ar가스는 터널 내의 분리 영역에서 2개의 서로 다른 유량 값으로 주입되었다(도1을 참조). 아래의 표1은 분리 터널에 주입된 Ar의 유량 증가를 측정한 결과를 요약한 것이다. 상기 SF는 가스의 주입이 없는(Ar의 0sccm) 참고 설계와 상관하여 계산되었다.

터널에 주입된 유량(sccm)	상관 분리 계수
0	1
2000	3
10000	40

비교 예1.

비교 예1은 SF에 대한 터널의 펌핑 만의(가스 주입 없음) 영향을 나타낸 것이다. 여기에서, 참고 설계는 9000 및 18000 1/s의 총 펌핑 용량과 대비되는 펌핑을 갖지 않은 300 mm 길이의 분리 터널로 구성했다. 아르곤 1000sccm의 유량이 터널에 인접한 각각의 증착 챔버에 주입되었다. O₂ 40sccm의 유량은 1측 증착 챔버에 주입되었고, 0₂의 부분 압력은 타측 증착 챔버에서 측정되었다. 아래의 표2는 동적 터널에서 증가하는 펌핑 용량을 측정한 결과를 요약한 것이다. 상기 SF는 참고 설계(펌핑 없음)와 상관하여 계산했다.

펌핑 용량(l/s)	상관 분리 계수
0	1
9000	1,6
18000	1,8

예2.

예2는 본 발명에 따른 동적 분리 터널 설계와, 폰 아르덴 타입의 설계로 된 종래 기술의 표준 코우터와의 비교를 나타낸 것이다.

폰 아르덴 타입의 종래 기술의 코우터 설계는 상술되었다. 분리 터널의 길이는 780 mm 이다. 여기에서는 각각 2300 1/s 용량의 4개의 펌프가 있다. 아래의 표3은 양쪽 경우에서 실험한 절대 분리 계수를 제공한다.

설계	분리 계수
종래 기술(폰 아르덴 타입)	175
주입된 2000sccm Ar에 대한 동적 터널	625

본 발명은 종래의 모든 마그네트론 코우터에서 구현될 수 있다. 본 발명은 또한, 프로세스의 압력(약 0.1 mTorr 에서 100 mTorr 까지)이 무엇이든 효과적으로 분리될 필요가 있는 프로세스(PECVD)에도 사용될 수 있다. 본 발명의 주 이점은 작은 공간에서 양호한 분리 계수를 허용하는 것이다. 따라서 본 발명에 따른 콤팩트 시스템은 투자 비용을 제한할 뿐만 아니라 서로 이웃하여 있는 1개의 증착 챔버와 PECVD(플라즈마-강화된 화학적 증기증착)에 마그네트론 코팅과 같은 서로 다른 프로세스를 결합할 수도 있는 콤팩트한 코우터 설계에 사용될 수 있는 것이다.

Claims

평탄한 유리 기판에 다층 코팅 스택을 증착하기 위한 방법에 있어서,
제1분위기를 가진 제1증착 영역에서의 적어도 제1층과 분리 영역에 의해 제1분위기와 분리되는 제2분위기를 가진 제2증착 영역에서의 적어도 제2층을 중단되지 않는 방법으로 0.5 - 15 mTorr 사이의 진공 하에서 스퍼터링하여 증착하는 단계를 포함하고,
상기 평탄한 유리 기판은 제1증착 영역으로부터 호위 경로를 따라 분리 영역을 통해 제2증착 영역으로 이동하며,
상기 기판 위에 정의된 터널경로 내의 호위 경로 근방의 분리 영역으로 가스를 주입하여, 분리 계수가 2개의 다른 분위기 사이에서 증가되게 한 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 분리 영역 내의 분위기의 가스는 펌핑에 의해 투입되는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 가스는 홀이 천공된 파이프를 통해 주입되는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 가스는 2개의 증착 영역의 각각에 근접하여 주입되는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 가스는 호위 경로 쪽으로 직교하여 주입되는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 가스는 가까운 증착 영역의 구멍을 향해 주입되는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 가스는 호위 경로의 10 mm와 100 mm 사이의 거리에 배치된 인젝터들에 의해 주입되는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 가스는 호위 경로의 15 mm와 50 mm 사이의 거리에 배치된 인젝터들에 의해 주입되는 것을 특징으로 하는 방법.
삭제
평탄한 유리 기판상에 진공 하에서 박층의 증착을 하는 모듈식 코우터에 있어서,
그 사이에 가스 분리 영역이 있는 적어도 2개의 증착 영역을 구비하고,
1개의 증착 영역으로부터 다른 증착 영역을 향해 분리 영역을 경유하여 구멍을 통해 지나가는 유리 기판용 호위 경로를 구비하며,
가스 분리영역은 호위 경로의 근방에서 적어도 1개의 가스 인젝터를 포함하는 것을 특징으로 하는 모듈식 코우터.
제10항에 있어서, 상기 가스 분리 영역은 가스 분리 영역 밖으로 가스를 투입시키기 위한 펌핑 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 모듈식 코우터.
제10항에 있어서, 덮개 수단은 호위 경로 위에 배치되어, 유리 기판이 그 위에서 호위될 때 가스 분리 영역 내의 호위 경로와 함께 터널 경로를 한정하며, 적어도 1개의 가스 인젝터가 상기 터널 내에 배치되는 것을 특징으로 하는 모듈식 코우터.
제10항에 있어서, 가스 인젝터는 호위 경로의 방향에 대해 직교하는 영역 폭을 따라 배치된 홀이 천공된 파이프를 포함하는 것을 특징으로 하는 모듈식 코우터.
제10항에 있어서, 가스 인젝터는 2개의 증착 영역의 각각의 10 mm와 100 mm 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 모듈식 코우터.