KR102213759B1 - 가요성 기판을 코팅하기 위한 증착 장치, 가요성 기판을 코팅하는 방법, 및 코팅을 갖는 가요성 기판 - Google Patents

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Abstract

가요성 기판(10)을 코팅하기 위한 증착 장치(100)가 설명된다. 증착 장치는, 가요성 기판(10)을 제공하기 위한 저장 스풀(storage spool)(112)을 하우징하는 제1 스풀 챔버(110), 제1 스풀 챔버(110)의 다운스트림에 배열된 증착 챔버(120), 및 증착 챔버(120)의 다운스트림에 배열되고 그리고 와인드-업 스풀(wind-up spool)(152) ― 와인드-업 스풀(152)은 증착 후에 와인드-업 스풀(152) 상에 가요성 기판(10)을 와인딩하기 위한 것임 ― 을 하우징하는 제2 스풀 챔버(150)를 포함한다. 증착 챔버(120)는, 가요성 기판을, 그래파이트 타겟(125)을 갖는 적어도 하나의 증착 유닛(124)을 포함하는 복수의 증착 유닛들(121)을 지나 안내하기 위한 코팅 드럼(122)을 포함한다. 코팅 드럼은 코팅 드럼에 전기 전위를 인가하기 위한 디바이스(140)에 연결된다.

Description

가요성 기판을 코팅하기 위한 증착 장치, 가요성 기판을 코팅하는 방법, 및 코팅을 갖는 가요성 기판
[0001] 본 개시내용의 실시예들은, 박막 증착 장치들 및 방법들에 관한 것으로, 구체적으로는 가요성 기판들을 얇은 층들로 코팅하기 위한 장치들 및 방법들에 관한 것이다. 특히, 본 개시내용의 실시예들은 가요성 기판을 코팅하기 위한 롤-투-롤(R2R; roll-to-roll) 증착 장치들 및 코팅 방법들에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본 개시내용의 실시예들은, 예컨대, 박막 태양 전지 생산, 박막 배터리 생산, 및 가요성 디스플레이 생산을 위해, 가요성 기판을 층들의 스택으로 코팅하기 위한 장치들 및 방법들에 관한 것이다.
[0002] 가요성 기판들, 이를테면, 플라스틱 막들 또는 포일(foil)들의 프로세싱은, 패키징 산업, 반도체 산업들, 및 다른 산업들에서 수요가 많다. 프로세싱은, 금속, 반도체 및 유전체 재료와 같은 재료로 가요성 기판을 코팅하는 것, 에칭하는 것, 및 개개의 애플리케이션들을 위해 기판에 대해 실시되는 다른 프로세싱 동작들로 구성될 수 있다. 이러한 태스크(task)를 수행하는 시스템들은 일반적으로, 기판을 이송하기 위한 롤러 어셈블리를 갖는 프로세싱 시스템에 커플링된 코팅 드럼, 예컨대 원통형 롤러를 포함하며, 그러한 코팅 드럼 상에서, 기판의 적어도 일부가 코팅된다.
[0003] 예컨대, 코팅 프로세스, 이를테면, CVD 프로세스 또는 PVD 프로세스, 구체적으로 스퍼터 프로세스는 얇은 층들을 가요성 기판들 상에 증착하는 데 활용될 수 있다. 롤-투-롤 증착 장치들은, 상당한 길이, 이를테면, 1 킬로미터 또는 그 초과의 가요성 기판이 저장 스풀(storage spool)로부터 언코일링되고(uncoiled), 얇은 층들의 스택으로 코팅되고, 와인드-업 스풀(wind-up spool) 상에 다시 재코일링되는(recoiled) 것으로 이해된다. 특히, 박막 배터리들의 제조, 디스플레이 산업 및 광기전력(PV; photovoltaic) 산업에서, 롤-투-롤 증착 시스템들이 매우 관심받고 있다. 예컨대, 가요성 터치 패널 엘리먼트들, 가요성 디스플레이들, 및 가요성 PV 모듈들에 대한 요구 증가는, R2R-코터(coater)들에서 적합한 층들을 증착하는 것에 대한 요구 증가를 야기한다.
[0004] 또한, 고품질의 층들 및 고품질의 층 스택 시스템들이 생산될 수 있게 하는, 가요성 기판을 코팅하는 개선된 방법들 및 개선된 코팅 장치들에 대한 계속되는 요구가 있다. 층들 또는 층 스택 시스템들에 대한 개선들은, 예컨대, 개선된 균일성, 개선된 제품 수명, 및 표면적 당 더 낮은 결함들의 수를 갖는 것이다.
[0005] 상기 내용을 고려하여, 종래의 장치들 및 방법들과 비교할 때, 개선된 층들 및 개선된 층 스택 시스템들이 제공될 수 있게 하는, 가요성 기판을 코팅하기 위한 증착 장치뿐만 아니라 가요성 기판을 코팅하는 방법이 제공된다.
[0006] 상기 내용을 고려하여, 독립항들에 따른, 가요성 기판을 코팅하기 위한 증착 장치뿐만 아니라 가요성 기판을 코팅하는 방법이 제공된다. 추가적인 양상들, 이점들, 및 특징들은 종속 청구항들, 상세한 설명, 및 첨부 도면들로부터 명백하다.
[0007] 본 개시내용의 양상에 따르면, 가요성 기판을 코팅하기 위한 증착 장치가 제공된다. 증착 장치는: 가요성 기판을 제공하기 위한 저장 스풀을 하우징하기 위한 제1 스풀 챔버, 제1 스풀 챔버의 다운스트림에 배열된 증착 챔버, 및 증착 챔버의 다운스트림에 배열되고 그리고 와인드-업 스풀 ― 와인드-업 스풀은 증착 후에 와인드-업 스풀 상에 가요성 기판을 와인딩하기 위한 것임 ― 을 하우징하기 위한 제2 스풀 챔버를 포함한다. 증착 챔버는, 가요성 기판을, 그래파이트 타겟을 갖는 적어도 하나의 증착 유닛을 포함하는 복수의 증착 유닛들을 지나 안내하기 위한 코팅 드럼을 포함한다. 코팅 드럼은 코팅 드럼에 전기 전위를 인가하기 위한 디바이스에 연결된다.
[0008] 본 개시내용의 추가의 양상에 따르면, 다이아몬드형 탄소 층을 포함하는 층들의 스택으로 가요성 기판을 코팅하기 위한 증착 장치가 제공된다. 증착 장치는: 가요성 기판을 제공하기 위한 저장 스풀을 하우징하기 위한 제1 스풀 챔버, 제1 스풀 챔버의 다운스트림에 배열된 증착 챔버, 및 증착 챔버의 다운스트림에 배열되고 그리고 와인드-업 스풀 ― 와인드-업 스풀은 증착 후에 와인드-업 스풀 상에 가요성 기판을 와인딩하기 위한 것임 ― 을 하우징하기 위한 제2 스풀 챔버를 포함한다. 증착 챔버는, 가요성 기판을, 그래파이트 타겟을 갖는 적어도 하나의 스퍼터 증착 유닛을 포함하는 복수의 증착 유닛들을 지나 안내하기 위한 코팅 드럼을 포함한다. 코팅 드럼은 코팅 드럼의 기판 안내 표면에 전기 전위를 제공하도록 구성되고, 전기 전위는 1 kHz 내지 100 kHz의 주파수를 갖는 중간 주파수 전위이다.
[0009] 본 개시내용의 또 다른 양상에 따르면, 탄소 층으로 가요성 기판을 코팅하는 방법이 제공된다. 방법은: 제1 스풀 챔버 내에 제공된 저장 스풀로부터 가요성 기판을 언와인딩하는 단계; 증착 챔버 내에 제공된 코팅 드럼을 사용하여 가요성 기판을 안내하는 동안 가요성 기판 상에 탄소 층을 증착하는 단계; 코팅 드럼에 전기 전위를 인가하는 단계; 및 증착 후에, 제2 스풀 챔버 내에 제공된 와인드-업 스풀 상에 가요성 기판을 와인딩하는 단계를 포함한다.
[0010] 본 개시내용의 추가의 양상에 따르면, 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 방법에 의해 생산되는 하나 또는 그 초과의 층들을 갖는 코팅된 가요성 기판이 제공된다.
[0011] 실시예들은 또한, 개시된 방법들을 수행하기 위한 장치들에 관한 것이며, 각각의 설명된 방법 양상을 수행하기 위한 장치 부분들을 포함한다. 이들 방법 양상들은, 하드웨어 컴포넌트들에 의해, 적절한 소프트웨어에 의해 프로그래밍된 컴퓨터에 의해, 이들 둘의 임의의 조합에 의해, 또는 임의의 다른 방식으로 수행될 수 있다. 게다가, 본 개시내용에 따른 실시예들은 또한, 설명되는 장치를 동작시키기 위한 방법들에 관한 것이다. 설명된 장치를 동작시키기 위한 방법들은 장치의 모든 각각의 기능을 수행하기 위한 방법 양상들을 포함한다.
[0012] 본 개시내용의 상기 열거된 특징들이 상세히 이해될 수 있는 방식으로, 앞서 간략히 요약된 본 개시내용의 보다 구체적인 설명이 실시예들을 참조로 하여 이루어질 수 있다. 첨부 도면들은 본 개시내용의 실시예들에 관한 것이고, 하기에서 설명된다:
도 1은 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 증착 장치의 개략적인 단면도를 도시하고;
도 2는 본원에서 설명되는 추가의 실시예들에 따른 증착 장치의 개략적인 단면도를 도시하고;
도 3은 본원에서 설명되는 실시예들 중 일부 실시예들에서 사용될 수 있는 증착 챔버의 부분의 확대된 개략도를 도시하고;
도 4는 본원에서 설명되는 실시예들 중 일부 실시예들에서 사용될 수 있는 AC 스퍼터 소스의 개략도를 도시하고;
도 5는 본원에서 설명되는 실시예들 중 일부 실시예들에서 사용될 수 있는 DC 스퍼터 소스의 개략도를 도시하고;
도 6은 본원에서 설명되는 실시예들 중 일부 실시예들에서 사용될 수 있는 이중 DC 평면형 캐소드 스퍼터 소스의 개략도를 도시하고;
도 7a 및 7b는 본원에서 설명되는 실시예들에 따라 가요성 기판을 코팅하는 방법을 예시하기 위한 흐름도들을 도시하고; 그리고
도 8a 및 8b는 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 방법에 의해 생성되는 적어도 하나의 탄소 층을 포함하는 하나 또는 그 초과의 층들로 코팅되는 가요성 기판들을 도시한다.
[0013] 이제 본 개시내용의 다양한 실시예들이 상세하게 참조될 것이며, 다양한 실시예들 중 하나 또는 그 초과의 예들이 도면들에서 예시된다. 도면들의 다음의 설명 내에서, 동일한 참조 번호들은 동일한 컴포넌트들을 지칭한다. 개별적인 실시예들에 대한 차이들만이 설명된다. 각각의 예는 본 개시내용의 설명으로 제공되며, 본 개시내용의 제한으로서 의도되지 않는다. 또한, 일 실시예의 부분으로서 예시되거나 또는 설명되는 특징들은 또 다른 추가적인 실시예를 산출하기 위해, 다른 실시예들에 대해 또는 다른 실시예들과 함께 사용될 수 있다. 설명은 그러한 수정들 및 변형들을 포함하도록 의도된다.
[0014] 도 1을 예시적으로 참조하면, 본 개시내용에 따라 가요성 기판(10)을 코팅하기 위한 증착 장치(100)가 설명된다. 본원에서 설명되는 임의의 다른 실시예들과 조합될 수 있는 실시예들에 따르면, 증착 장치(100)는 가요성 기판(10)을 제공하기 위한 저장 스풀(112)을 하우징하기 위한 제1 스풀 챔버(110)를 포함한다. 또한, 증착 장치(100)는 제1 스풀 챔버(110)의 다운스트림에 배열된 증착 챔버(120)를 포함한다. 부가적으로, 증착 장치(100)는, 증착 챔버(120)의 다운스트림에 배열되고 그리고 와인드-업 스풀(152)을 하우징하기 위한 제2 스풀 챔버(150)를 포함하며, 와인드-업 스풀(152)은 증착 후에 와인드-업 스풀(152) 상에 가요성 기판(10)을 와인딩하기 위한 것이다. 증착 챔버(120)는, 가요성 기판을, 복수의 증착 유닛들(121)을 지나 안내하기 위한 코팅 드럼(122)을 포함한다. 복수의 증착 유닛들(121)은 그래파이트 타겟(125)을 갖는 적어도 하나의 증착 유닛(124)을 포함한다. 또한, 도 1에 예시적으로 도시된 바와 같이, 코팅 드럼은 코팅 드럼에 전기 전위를 인가하기 위한 디바이스(140)에 연결된다.
[0015] 따라서, 본원에서 설명되는 바와 같은 증착 장치의 실시예들은, 종래의 증착 장치들과 비교할 때, 개선되었다. 특히, 증착 장치는 유리하게, 탄소 층으로 가요성 기판을 코팅하는 것을 제공한다. 더 구체적으로, 증착 장치는 유리하게, 하나 또는 그 초과의 탄소 층들을 갖는 층들의 스택으로 가요성 기판을 코팅하는 것을 제공한다. 또한, 코팅 드럼에 전기 전위를 제공하는 것은, 예컨대 증착 챔버 내에 제공된 플라즈마로부터의 전자들 또는 이온들이 코팅 드럼을 향해 가속되고, 기판 상에 증착된 층을 타격(hit)하는 이점을 갖는다. 다시 말해, 본원에서 설명되는 바와 같은 증착 장치의 실시예들은, 기판 상에 증착된 층 상에 이온 충격(ion bombardment) 및/또는 전자 충격(electron bombardment)을 제공하도록 구성되며, 이는 유리하게, 증착된 층이 치밀화되는(densified) 효과를 갖는다. 이온 충격 및/또는 전자 충격에 의한 증착된 탄소 층의 치밀화는 유리하게, 다이아몬드형 탄소(DLC; diamond like carbon) 층을 초래한다는 것이 밝혀졌다. 따라서, 본원에서 설명되는 바와 같은 증착 장치의 실시예들은, 하나 또는 그 초과의 DLC-층들을 포함하는 층들의 스택이 가요성 기판 상에 증착될 수 있는 이점을 갖는다.
[0016] 본 개시내용에서, "증착 장치"는 기판, 구체적으로는 가요성 기판 상에 재료를 증착하도록 구성된 장치로서 이해될 수 있다. 특히, 증착 장치는 층들의 스택으로 가요성 기판을 코팅하도록 구성된 롤-투-롤(R2R) 증착이다. 더 구체적으로, 증착 장치는 적어도 하나의 진공 챔버, 구체적으로는 진공 증착 챔버를 갖는 진공 증착 장치일 수 있다. 예컨대, 증착 장치는, 500 m 또는 그 초과, 1000 m 또는 그 초과, 또는 수 킬로미터의 기판 길이에 대해 구성될 수 있다. 기판 폭은 300 mm 또는 그 초과, 구체적으로는 500 mm 또는 그 초과, 더 구체적으로는 1 m 또는 그 초과일 수 있다. 또한, 기판 폭은 3 m 또는 그 미만, 구체적으로는 2 m 또는 그 미만일 수 있다.
[0017] 본 개시내용에서, "가요성 기판"은 구부릴 수 있는 기판(bendable substrate)으로서 이해될 수 있다. 예컨대, "가요성 기판"은 "포일(foil)" 또는 "웹(web)"일 수 있다. 본 개시내용에서, "가요성 기판"이라는 용어 및 "기판"이라는 용어는 동의어로 사용될 수 있다. 예컨대, 본원에서 설명되는 바와 같은 가요성 기판은, PET, HC-PET, PE, PI, PU, TaC, OPP, CPP, 하나 또는 그 초과의 금속들, 페이퍼(paper), 이들의 조합들과 같은 재료들, 및 하드 코팅된(hard coated) PET(예컨대, HC-PET, HC-TaC)와 같은 이미 코팅된 기판들 등을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 가요성 기판은 COP 기판이며, COP 기판의 양 측들 상에는 인덱스 매칭된(IM; index matched) 층이 제공된다. 예컨대, 기판 두께는 20 μm 또는 그 초과 내지 1 mm 또는 그 미만, 구체적으로는 50 μm 내지 200 μm일 수 있다.
[0018] 본 개시내용에서, "증착 챔버"는 기판 상에 재료를 증착하기 위한 적어도 하나의 증착 유닛을 갖는 챔버로서 이해될 수 있다. 특히, 증착 챔버는 진공 챔버, 예컨대 진공 증착 챔버일 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같은 "진공"이라는 용어는 예컨대 10 mbar 미만의 진공 압력을 갖는 기술적 진공의 의미로 이해될 수 있다. 통상적으로, 본원에서 설명되는 바와 같은 진공 챔버 내의 압력은 10-5 mbar 내지 대략 10-8 mbar, 더 통상적으로는 10-5 mbar 내지 10-7 mbar, 훨씬 더 통상적으로는 대략 10-6 mbar 내지 대략 10-7 mbar일 수 있다.
[0019] 본 개시내용에서, "증착 유닛"은 기판 상에 재료를 증착하도록 구성된 유닛 또는 디바이스로서 이해될 수 있다. 예컨대, 증착 유닛은 본원에서 설명되는 바와 같은 스퍼터 증착 유닛일 수 있다. 그러나, 본원에서 설명되는 증착 장치는 스퍼터 증착으로 제한되지 않으며, 다른 증착 유닛들이 부가적으로 사용될 수 있다. 예컨대, 일부 구현들에서, CVD 증착 유닛들, 증발 증착 유닛들, PECVD 증착 유닛들 또는 다른 증착 유닛들이 활용될 수 있다.
[0020] 본 개시내용에서, "코팅 드럼"은 가요성 기판과 접촉하기 위한 기판 지지 표면을 갖는 드럼 또는 롤러로서 이해될 수 있다. 특히, 코팅 드럼은 회전 축을 중심으로 회전가능할 수 있고, 기판 안내 구역을 포함할 수 있다. 통상적으로, 기판 안내 구역은, 코팅 드럼의 만곡형 기판 지지 표면, 예컨대 원통형 대칭 표면이다. 코팅 드럼의 만곡형 기판 지지 표면은 증착 장치의 동작 동안에 가요성 기판과 (적어도 부분적으로) 접촉하도록 적응될 수 있다.
[0021] 본 개시내용에서, "전기 전위를 인가하기 위한 디바이스"는, 코팅 드럼, 구체적으로는 코팅 드럼의 기판 지지 표면에 전기 전위를 인가하도록 구성되는 디바이스로서 이해될 수 있다. 특히, 본원에서 설명되는 바와 같은, 전기 전위를 인가하기 위한 디바이스는 중간 주파수(MF; middle frequency) 전기 전위를 제공하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 중간 주파수(MF) 전기 전위는1 kHz 내지 100 kHz일 수 있다. 본 개시내용에서, "전기 전위를 인가하기 위한 디바이스"는 또한, "전기 전위 인가 디바이스" 또는 "충전 디바이스"로 지칭될 수 있다. 본 개시내용에서, "전기 전위를 인가하기 위한 디바이스", "전기 전위 인가 디바이스" 및 "충전 디바이스"라는 표현들은 동의어로 사용될 수 있다. 통상적으로, 전기 전위 인가 디바이스는 물리적 접촉, 예컨대 전기 접촉을 통해 코팅 드럼에 연결된다. 따라서, 전기 접촉은 전기 전위 인가 디바이스와 코팅 드럼 사이에 제공될 수 있다. 예컨대, 전기 접촉은 전기 슬라이딩 접촉 또는 전기 브러시 접촉일 수 있다. 다른 예에 따르면, 전기 접촉은 플러그 접촉일 수 있다. 따라서, 본원에서 설명되는 바와 같이 코팅 드럼에 전기 전위를 인가하기 위한 디바이스는 코팅 드럼에 전하(electrical charge)를 제공하도록 구성된 충전 디바이스로서 이해될 수 있다.
[0022] 본원에서 사용되는 바와 같은 "~의 업스트림에(upstream from)" 및 "~의 다운스트림에(downstream from)"라는 용어들은, 기판 이송 경로를 따르는 다른 챔버 또는 컴포넌트에 대한 개개의 챔버 또는 개개의 컴포넌트의 포지션을 나타낼 수 있다. 예컨대, 동작 동안, 기판은 제1 스풀 챔버(110)로부터 증착 챔버(120)를 통해 안내되고, 이어서, 롤러 어셈블리를 통해 기판 이송 경로를 따라 제2 스풀 챔버(150)로 안내된다. 따라서, 증착 챔버(120)는 제1 스풀 챔버(110)의 다운스트림에 배열되고, 제1 스풀 챔버(110)는 증착 챔버(120)의 업스트림에 배열된다. 동작 동안, 기판이 먼저 제1 롤러 또는 제1 컴포넌트에 의해 안내되거나 또는 제1 롤러 또는 제1 컴포넌트를 지나 이송되고, 이어서, 제2 롤러 또는 제2 컴포넌트에 의해 안내되거나 또는 제2 롤러 또는 제2 컴포넌트를 지나 이송될 때, 제2 롤러 또는 제2 컴포넌트는 제1 롤러 또는 제1 컴포넌트의 다운스트림에 배열된다.
[0023] 본원에서 설명되는 임의의 다른 실시예들과 조합될 수 있는 실시예들에 따르면, 코팅 드럼(122)에 전기 전위를 인가하기 위한 디바이스(140)는 중간 주파수(MF), 구체적으로는 1 kHz 내지 100 kHz의 주파수를 갖는 전기 전위를 인가하도록 구성된다. 다시 말해, 전기 전위 인가 디바이스로부터 제공되는 전기 전위는 1 kHz 내지 100 kHz의 주파수를 갖는 전기 전위일 수 있다. 특히, 중간 주파수 전기 전위는 1 kHz 내지 100 kHz의 범위에서 선택된 주파수에서 교번 극성(alternating polarity)을 갖는 전기 전위로서 이해될 수 있다. 코팅 드럼에 MF 전기 전위를 인가하는 것은, 기판, 구체적으로는 기판 상에 증착된 층의 차지 업(charge up)이 실질적으로 회피되거나 또는 심지어 제거될 수 있는 이점을 갖는다는 것이 밝혀졌다. 따라서, 더 높은 품질(예컨대, 더 높은 균일성, 더 적은 결함들 등)을 갖는 층들이 기판 상에 증착될 수 있는 동시에, 유리하게는 층들, 예컨대 하나 또는 그 초과의 탄소 층들이 치밀화될 수 있다.
[0024] 본원에서 설명되는 임의의 다른 실시예들과 조합될 수 있는 실시예들에 따르면, 적어도 하나의 증착 유닛(124)은 직류 스퍼터 증착 유닛이다. 대안적으로, 적어도 하나의 증착 유닛(124)은 펄스형 직류 스퍼터 증착 유닛일 수 있다. 도 1 및 2에 개략적으로 도시된 바와 같이, 적어도 하나의 증착 유닛(124)의 그래파이트 타겟(125)은 평면형 타겟일 수 있다. 대안적으로, 적어도 하나의 증착 유닛(124)의 그래파이트 타겟(125)은 회전가능 타겟일 수 있다. 도 4, 5 및 6을 예시적으로 참조하면, 복수의 증착 유닛들(121)을 위해서뿐만 아니라 본원에서 설명되는 바와 같은 그래파이트 타겟(125)을 갖는 적어도 하나의 증착 유닛(124)을 위해 사용될 수 있는 증착 유닛들의 다양한 가능한 구현들이 설명된다. 따라서, 평면형 그래파이트 타겟을 갖는 적어도 하나의 증착 유닛(124)의 도 1, 2 및 3의 개략적인 예시에 대해 대안적으로, 적어도 하나의 증착 유닛(124)은 도 4, 5 및 6을 예시적으로 참조하여 예시적으로 설명되는 바와 같이 구성될 수 있다.
[0025] 도 1 및 2를 예시적으로 참조하면, 통상적으로 증착 장치(100)는, 가요성 기판(10)이 기판 이송 경로를 따라 제1 스풀 챔버(110)로부터 제2 스풀 챔버(150)로 안내될 수 있도록 구성된다는 것이 이해되어야 하며, 기판 이송 경로는 증착 챔버(120)를 통해 이어질 수 있다. 가요성 기판은 증착 챔버(120) 내에서 층들의 스택으로 코팅될 수 있다. 기판 이송 경로를 따라 기판을 이송하기 위해 복수의 롤들 또는 롤러들을 포함하는 롤러 어셈블리가 제공될 수 있으며, 롤러 어셈블리의 2개 또는 그 초과의 롤러들, 5개 또는 그 초과의 롤러들, 또는 10개 또는 그 초과의 롤러들은 저장 스풀과 와인드-업 스풀 사이에 배열될 수 있다.
[0026] 본원에서 설명되는 임의의 다른 실시예들과 조합될 수 있는 본원의 일부 실시예들에 따르면, 장치는, 제1 스풀 챔버로부터 제2 스풀 챔버로, 부분적으로 볼록하고 그리고 부분적으로 오목한 기판 이송 경로를 따라 가요성 기판을 이송하도록 구성된 롤러 어셈블리를 더 포함한다. 다시 말해, 기판 이송 경로는 부분적으로는 우측으로 만곡되고 그리고 부분적으로는 좌측으로 만곡되어서, 일부 안내 롤러들은 가요성 기판의 제1 메인 표면과 접촉하고 그리고 일부 안내 롤러들은 제1 메인 표면 반대편의, 가요성 기판의 제2 메인 표면과 접촉할 수 있다.
[0027] 예컨대, 도 2의 제1 안내 롤러(107)는 가요성 기판의 제2 메인 표면과 접촉하고, 가요성 기판은 제1 안내 롤러(107)에 의해 안내되면서 좌측으로 구부러진다(기판 이송 경로의 "볼록" 섹션). 도 2의 제2 안내 롤러(108)는 가요성 기판의 제1 메인 표면과 접촉하고, 가요성 기판은 제2 안내 롤러(108)에 의해 안내되면서 우측으로 구부러진다(기판 이송 경로의 "오목" 섹션). 따라서, 유리하게, 컴팩트한 증착 장치가 제공될 수 있다.
[0028] 일부 실시예들에 따르면, 증착 장치의 일부 챔버들 또는 모든 챔버들은, 진공배기될(evacuated) 수 있는 진공 챔버들로서 구성될 수 있다. 예컨대, 증착 장치는 제1 스풀 챔버(110) 및/또는 증착 챔버(120) 및/또는 제2 스풀 챔버(150) 내의 진공의 발생 또는 유지를 가능하게 하는 컴포넌트들 및 장비를 포함할 수 있다. 특히, 증착 장치는 제1 스풀 챔버(110) 및/또는 증착 챔버(120) 및/또는 제2 스풀 챔버(150) 내의 진공의 발생 또는 유지를 위해 진공 펌프들, 진공배기 덕트(evacuation duct)들, 진공 밀봉부(seal)들 등을 포함할 수 있다.
[0029] 도 1 및 도 2에 예시적으로 도시된 바와 같이, 제1 스풀 챔버(110)는 통상적으로 저장 스풀(112)을 수용하도록 구성되며, 저장 스풀(112)에는 가요성 기판(10)이 저장 스풀(112) 상에 와인딩되어 제공될 수 있다. 동작 동안, 가요성 기판(10)은 저장 스풀(112)로부터 언와인딩되고, 기판 이송 경로(도 1 및 2에서 화살표들로 표시됨)를 따라 제1 스풀 챔버(110)로부터 증착 챔버(120)를 향해 이송될 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같은 "저장 스풀"이라는 용어는, 코팅될 가요성 기판이 저장되는 롤로서 이해될 수 있다. 따라서, 본원에서 사용되는 바와 같은 "와인드-업 스풀"이라는 용어는 코팅된 가요성 기판을 수용하도록 적응된 롤로서 이해될 수 있다. "저장 스풀"이라는 용어는 또한, 본원에서 "공급 롤"로 지칭될 수 있으며, "와인드-업 스풀"이라는 용어는 또한, 본원에서 "테이크-업 롤(take-up roll)"로 지칭될 수 있다.
[0030] 도 2를 예시적으로 참조하면, 본원에서 설명되는 임의의 다른 실시예들과 조합될 수 있는 실시예들에 따라, 인접한 챔버들 사이에, 예컨대 제1 스풀 챔버(110)와 증착 챔버(120) 사이에 그리고/또는 증착 챔버(120)와 제2 스풀 챔버(150) 사이에 밀봉 디바이스들(105)이 제공될 수 있다. 따라서, 유리하게, 와인딩 챔버들(즉, 제1 스풀 챔버(110) 및 제2 스풀 챔버(150))은 독립적으로, 특히 증착 챔버와 독립적으로 통기되거나(vented) 진공배기될 수 있다. 밀봉 디바이스(105)는 기판을 평탄한 밀봉 표면에 대해 가압하도록 구성된 팽창가능 밀봉부(inflatable seal)를 포함할 수 있다.
[0031] 도 2에 예시적으로 도시된 바와 같이, 통상적으로 코팅 드럼(122)은 가요성 기판(10)을 복수의 증착 유닛들, 예컨대 제1 증착 유닛(121A), 제2 증착 유닛(121B), 및 제3 증착 유닛(121C)을 지나 안내하도록 구성된다. 예컨대, 도 2에 개략적으로 표시된 바와 같이, 제1 증착 유닛(121A) 및 제3 증착 유닛(121C)은, 도 4를 참조하여 더 상세하게 예시적으로 설명되는 바와 같은 AC(교류) 스퍼터 소스들일 수 있다. 제2 증착 유닛(121B)은 그래파이트 타겟(125)을 갖는 적어도 하나의 증착 유닛(124)일 수 있다.
[0032] 도 2에서 화살표로 예시적으로 표시된 바와 같이, 통상적으로 코팅 드럼(122)은 회전 축(123)을 중심으로 회전가능하다. 특히, 코팅 드럼은 능동적으로 구동될 수 있다. 다시 말해, 코팅 드럼을 회전시키기 위한 구동부가 제공될 수 있다. 코팅 드럼은, 가요성 기판(10)과 접촉하기 위한 만곡형 기판 지지 표면, 예컨대 코팅 드럼(122)의 외측 표면을 포함할 수 있다. 특히, 만곡형 기판 지지 표면은 본원에서 설명되는 바와 같은 전기 전위를 제공하기 위해 전기 전도성일 수 있다. 예컨대, 기판 지지 표면은 전기 전도성 재료, 예컨대 금속성 재료로 제조되거나 또는 이를 포함할 수 있다.
[0033] 따라서, 코팅 드럼에 의해 가요성 기판을 복수의 증착 유닛들을 지나 안내하는 동안, 가요성 기판은 코팅 드럼의 기판 지지 표면과 직접적으로 접촉할 수 있다. 예컨대, 복수의 증착 유닛들의 증착 유닛들은, 도 1, 2 및 3에서 개략적으로 예시된 바와 같이, 코팅 드럼(122) 둘레에 원주 방향으로 배열될 수 있다. 코팅 드럼(122)이 회전함에 따라, 가요성 기판은, 코팅 드럼의 만곡형 기판 지지 표면 쪽으로 향하는 증착 유닛들을 지나 안내되어서, 가요성 기판의 제1 메인 표면은, 미리 결정된 속도로 증착 유닛들을 지나 이동되는 동안 코팅될 수 있다.
[0034] 따라서, 동작 동안, 기판은 코팅 드럼의 만곡형 기판 지지 표면 상의 기판 안내 구역에 걸쳐 안내된다. 기판 안내 구역은, 코팅 드럼의 동작 동안에 기판이 만곡형 기판 표면과 접촉되는 코팅 드럼의 각도 범위로서 정의될 수 있으며, 코팅 드럼의 감김 각도(enlacement angle)에 대응할 수 있다. 일부 실시예들에서, 코팅 드럼의 감김 각도는, 도 2에 개략적으로 도시되는 바와 같이, 120° 또는 그 초과, 구체적으로는 180° 또는 그 초과, 또는 심지어 270° 또는 그 초과일 수 있다. 일부 실시예들에서, 코팅 드럼의 최상측 부분은 동작 동안에 가요성 기판과 접촉하지 않을 수 있으며, 코팅 드럼의 감김 영역은 코팅 드럼의 적어도 하부 절반 전체를 커버할 수 있다. 일부 실시예들에서, 코팅 드럼은 본질적으로 대칭적인 방식으로 가요성 기판에 의해 감길(enlaced) 수 있다.
[0035] 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에 따르면, 코팅 드럼(122)은 통상적으로, 0.1 m 내지 4 m, 더 통상적으로는 0.5 내지 2 m의 범위의, 예컨대 대략 1.4 m의 폭을 가질 수 있다. 코팅 드럼의 직경은 1 m 초과, 예컨대 1.5 m 내지 2.5 m일 수 있다.
[0036] 일부 실시예들에서, 롤러 어셈블리의 하나 또는 그 초과의 롤러들, 예컨대 안내 롤러들은 저장 스풀(112)과 코팅 드럼(122) 사이에 그리고/또는 코팅 드럼(122)의 다운스트림에 배열될 수 있다. 예컨대, 도 1에 도시된 실시예에서, 2개의 안내 롤러들이 저장 스풀(112)과 코팅 드럼(122) 사이에 제공되며, 적어도 하나의 안내 롤러는 제1 스풀 챔버 내에 배열될 수 있고, 적어도 하나의 안내 롤러는 증착 챔버 내에서 코팅 드럼(122)의 업스트림에 배열될 수 있다. 일부 실시예들에서, 3개, 4개, 5개 또는 그 초과의, 구체적으로는 8개 또는 그 초과의 안내 롤러들이 저장 스풀과 코팅 드럼 사이에 제공된다. 안내 롤러들은 능동 또는 수동 롤러들일 수 있다.
[0037] 본원에서 사용되는 바와 같은 "능동" 롤러 또는 롤은, 개개의 롤러를 능동적으로 이동시키거나 회전시키기 위한 구동부 또는 모터가 제공된 롤러로서 이해될 수 있다. 예컨대, 능동 롤러는 미리 결정된 토크(torque) 또는 미리 결정된 회전 속도를 제공하도록 조정될 수 있다. 통상적으로, 저장 스풀(112) 및 와인드-업 스풀(152)은 능동 롤러들로서 제공될 수 있다. 일부 실시예들에서, 코팅 드럼은 능동 롤러로서 구성될 수 있다. 또한, 능동 롤러들은 동작 동안에 미리 결정된 인장력(tensioning force)으로 기판을 인장시키도록 구성된 기판 인장 롤러(substrate tensioning roller)들로서 구성될 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같은 "수동" 롤러는, 수동 롤러를 능동적으로 이동시키거나 회전시키기 위한 구동부가 제공되지 않은 롤러 또는 롤로서 이해될 수 있다. 수동 롤러는, 동작 동안에 외측 롤러 표면과 직접 접촉할 수 있는 가요성 기판의 마찰력에 의해 회전될 수 있다.
[0038] 도 2에 예시적으로 도시된 바와 같이, 하나 또는 그 초과의 안내 롤러들(113)은 코팅 드럼(122)의 다운스트림에 그리고 제2 스풀 챔버(150)의 업스트림에 배열될 수 있다. 예컨대, 적어도 하나의 안내 롤러는, 가요성 기판(10)을 증착 챔버(120)의 다운스트림에 배열된 진공 챔버, 예컨대 제2 스풀 챔버(150)를 향해 안내하기 위해, 증착 챔버(120) 내에서, 코팅 드럼(122)의 다운스트림에 배열될 수 있거나, 또는 적어도 하나의 안내 롤러는, 가요성 기판을 와인드-업 스풀(152) 상으로 부드럽게(smoothly) 안내하기 위해, 코팅 드럼의 기판 지지 표면에 대해 본질적으로 접선 방향으로 가요성 롤러를 안내하기 위해, 제2 스풀 챔버(150) 내에서, 코팅 드럼(122)의 업스트림에 배열될 수 있다.
[0039] 도 3은 본원에서 설명되는 실시예들 중 일부 실시예들에서 사용될 수 있는 증착 챔버의 부분의 확대된 개략도를 도시한다. 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에 따르면, 동작 동안에 하나의 증착 유닛으로부터 다른 증착 유닛들, 예컨대 인접한 증착 유닛으로의 프로세스 가스들의 유동을 각각 감소시키기 위해, 2개의 인접한 증착 유닛들 사이에 가스 분리 유닛들(510)이 제공될 수 있다. 가스 분리 유닛들(510)은, 증착 챔버의 내부 볼륨을 복수의 별개의 구획(compartment)들로 분할하는 가스 분리 벽들로서 구성될 수 있으며, 각각의 구획은 하나의 증착 유닛을 포함할 수 있다. 하나의 증착 유닛은 2개의 이웃하는 가스 분리 유닛들 사이에 각각 배열될 수 있다. 다시 말해, 증착 유닛들은 가스 분리 유닛들(510)에 의해 각각 분리될 수 있다. 따라서, 유리하게, 이웃하는 구획들/증착 유닛들 사이의 높은 가스 분리가 제공될 수 있다.
[0040] 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 실시예들에 따르면, 개개의 증착 유닛을 하우징하는 구획들 각각은 다른 증착 유닛들을 하우징하는 다른 구획들과 독립적으로 진공배기될 수 있어서, 개별적인 증착 유닛들의 증착 조건들이 적합하게 설정될 수 있다. 가스 분리 유닛들에 의해 분리될 수 있는 인접한 증착 유닛들에 의해, 상이한 재료들이 가요성 기판 상에 증착될 수 있다.
[0041] 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에 따르면, 가스 분리 유닛들(510)은 개개의 가스 분리 유닛과 개개의 코팅 드럼 사이의 슬릿(slit)(511)의 폭을 조정하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 가스 분리 유닛(510)은 슬릿(511)의 폭을 조정하도록 구성된 액추에이터를 포함할 수 있다. 인접한 증착 유닛들 사이의 가스 유동을 감소시키기 위해 그리고 인접한 증착 유닛들 사이의 가스 분리 팩터를 증가시키기 위해, 가스 분리 유닛들과 코팅 드럼 사이의 슬릿(511)의 폭은 작을 수 있는데, 예컨대 1 cm 또는 그 미만, 구체적으로는 5 mm 또는 그 미만, 더 구체적으로는 2 mm 또는 그 미만일 수 있다. 일부 실시예들에서, 원주 방향으로의 슬릿들(511)의 길이들, 즉, 2개의 인접한 증착 구획들 사이의 개개의 가스 분리 통로들의 길이는 1 cm 또는 그 초과, 구체적으로는 5 cm 또는 그 초과, 또는 심지어 10 cm 또는 그 초과일 수 있다. 일부 실시예들에서, 슬릿들의 길이들은 각각 심지어 대략 14 cm일 수 있다.
[0042] 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에서, 복수의 증착 유닛들(121) 중 적어도 하나의 제1 증착 유닛은 스퍼터 증착 유닛일 수 있다. 일부 실시예들에서, 복수의 증착 유닛들(121) 중 각각의 증착 유닛은 스퍼터 증착 유닛일 수 있다. 여기서, 하나 또는 그 초과의 스퍼터 증착 유닛들은, DC 스퍼터링, AC 스퍼터링, RF(라디오 주파수) 스퍼터링, MF(중간 주파수) 스퍼터링, 펄스형 스퍼터링, 펄스형 DC 스퍼터링, 마그네트론 스퍼터링, 반응성 스퍼터링 또는 이들의 조합들을 위해 구성될 수 있다. DC 스퍼터 소스들은 전도성 재료들, 예컨대 금속들, 이를테면, 구리로 가요성 기판을 코팅하기에 적합할 수 있다. 교류(AC) 스퍼터 소스들, 예컨대, RF 스퍼터 소스들 또는 MF 스퍼터 소스들은 전도성 재료들 또는 절연 재료들, 예컨대 유전체 재료들, 반도체들, 금속들 또는 탄소로 가요성 기판을 코팅하기에 적합할 수 있다.
[0043] 그러나, 본원에서 설명되는 증착 장치는 스퍼터 증착으로 제한되지 않으며, 다른 증착 유닛들이 일부 실시예들에서 사용될 수 있다. 예컨대, 일부 구현들에서, CVD 증착 유닛들, 증발 증착 유닛들, PECVD 증착 유닛들 또는 다른 증착 유닛들이 활용될 수 있다. 특히, 증착 장치의 모듈식 설계로 인해, 제1 증착 유닛을 증착 챔버로부터 반경방향으로 제거하고 그리고 다른 증착 유닛을 증착 챔버 내로 로딩함으로써, 제1 증착 유닛을 제2 증착 유닛으로 교체하는 것이 가능할 수 있다. 그런 이유로, 증착 챔버에는, 하나 또는 그 초과의 증착 유닛들을 교체하기 위해 개방 및 폐쇄될 수 있는 밀봉된 리드(lid)들이 제공될 수 있다.
[0044] 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에서, 가요성 기판 상에 비-전도성 재료를 증착하기 위해, 적어도 하나의 AC 스퍼터 소스가, 예컨대 증착 챔버 내에 제공될 수 있다. 일부 실시예들에서, 가요성 기판 상에 전도성 재료 또는 탄소를 증착하기 위해, 적어도 하나의 DC 스퍼터 소스가 증착 챔버 내에 제공될 수 있다.
[0045] 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는, 도 3에 예시적으로 도시된 바와 같은 예에 따르면, 복수의 증착 유닛들 중 적어도 하나의 제1 증착 유닛(301)은 AC 스퍼터 소스일 수 있다. 도 3에 도시된 실시예에서, 복수의 증착 유닛들 중 제1의 2개의 증착 유닛들은 AC 스퍼터 소스들, 예컨대 아래에서 더 상세하게 설명되는 듀얼 타겟 스퍼터 소스들이다. 유전체 재료, 이를테면, 실리콘 옥사이드는 AC 스퍼터 소스들을 이용하여 가요성 기판 상에 증착될 수 있다. 예컨대, 2개의 인접한 증착 유닛들, 예컨대 제1 증착 유닛들은, 반응성 스퍼터 프로세스에서 가요성 기판의 제1 메인 표면 바로 위에 실리콘 옥사이드 층을 증착하도록 구성될 수 있다. 서로 나란히 있는 2개 또는 그 초과의 AC 스퍼터 소스들을 활용함으로써, 결과적인 실리콘 옥사이드 층의 두께는 증가될 수 있는데, 예컨대 2배가 될 수 있다.
[0046] 복수의 증착 유닛들 중 나머지 증착 유닛들은 DC 스퍼터 소스들일 수 있다. 도 3에 도시된 실시예에서, 적어도 하나의 제1 증착 유닛(301)의 다운스트림에 배열된 복수의 증착 유닛들 중 적어도 하나의 제2 증착 유닛(302)은, 예컨대 탄소 층 또는 ITO 층을 증착하도록 구성된 DC 스퍼터 소스일 수 있다. 다른 실시예들에서, 탄소 층 또는 ITO 층을 증착하도록 구성된 2개 또는 그 초과의 DC 스퍼터 소스들이 제공될 수 있다. 일부 실시예들에서, 탄소 층 또는 ITO 층은, 적어도 하나의 제1 증착 유닛(301)에 의해 증착된 실리콘 옥사이드 층의 최상부 상에 증착될 수 있다.
[0047] 또한, 일부 실시예들에서, 적어도 하나의 제2 증착 유닛(302)의 다운스트림에 배열된 적어도 하나의 제3 증착 유닛(303)(예컨대, 3개의 제3 증착 유닛들)은, 예컨대 금속 층을 증착하기 위한 DC 스퍼터 유닛으로서 구성될 수 있다. 도 3에 예시적으로 도시된 바와 같이, 본원에서 설명되는 임의의 다른 실시예들과 조합될 수 있는 실시예들에 따라, 그래파이트 타겟(125)을 갖는 적어도 하나의 증착 유닛(124)은 적어도 하나의 제2 증착 유닛(302)의 다운스트림에 그리고 적어도 하나의 제3 증착 유닛(303)의 업스트림에 배열될 수 있다. 예컨대, 도 3에 예시적으로 도시된 바와 같이, 총 7개의 증착 유닛들이 제공될 수 있다. 그러나, 도 3에 도시된 증착 챔버 구성은 예시이며, 다른 구성들, 예컨대 다른 순차적인 순서의 증착 유닛들 또는 다른 개수의 증착 유닛들을 갖는 구성들이 가능하다는 것이 이해되어야 한다.
[0048] 도 4는 AC 스퍼터 소스(610)를 더 상세하게 도시하고, 도 5는 DC 스퍼터 소스(612)를 더 상세하게 도시한다. 도 4에 도시된 AC 스퍼터 소스(610)는 2개의 스퍼터 디바이스들, 즉, 제1 스퍼터 디바이스(701) 및 제2 스퍼터 디바이스(702)를 포함할 수 있다. 본 개시내용에서, "스퍼터 디바이스"는 가요성 기판 상에 증착될 재료를 포함하는 타겟(703)을 포함하는 디바이스로서 이해되어야 한다. 타겟은 증착될 재료로 제조되거나 또는 적어도, 증착될 재료의 성분들로 제조될 수 있다. 일부 실시예들에서, 스퍼터 디바이스는 회전 축을 갖는 회전가능 타겟으로서 구성된 타겟(703)을 포함할 수 있다. 일부 구현들에서, 스퍼터 디바이스는, 타겟(703)이 배열될 수 있는 백킹 튜브(backing tube)(704)를 포함할 수 있다. 일부 구현들에서, 스퍼터 디바이스의 동작 동안에 자기장을 생성하기 위한 자석 어레인지먼트가, 예컨대 회전가능 타겟 내부에 제공될 수 있다. 자석 어레인지먼트가 회전가능 타겟 내에 제공되는 경우들에서, 스퍼터 디바이스는 스퍼터 마그네트론으로 지칭될 수 있다. 일부 구현들에서, 스퍼터 디바이스 또는 스퍼터 디바이스의 부분들을 냉각시키기 위해, 냉각 채널들이 스퍼터 디바이스 내에 제공될 수 있다.
[0049] 일부 구현들에서, 스퍼터 디바이스는 증착 챔버의 지지부에 연결되도록 적응될 수 있는데, 예컨대 플랜지가 스퍼터 디바이스의 단부에 제공될 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 스퍼터 디바이스는 캐소드 또는 애노드로서 동작될 수 있다. 예컨대, 일 시점에서 제1 스퍼터 디바이스(701)는 캐소드로서 동작될 수 있고, 제2 스퍼터 디바이스(702)는 애노드로서 동작될 수 있다. 나중 시점에서, 제1 스퍼터 디바이스(701)와 제2 스퍼터 디바이스(702) 사이에 교류가 인가되는 경우, 제1 스퍼터 디바이스(701)는 애노드로서 동작할 수 있고 제2 스퍼터 디바이스(702)는 캐소드로서 동작할 수 있다. 일부 실시예들에서, 타겟(703)은 실리콘을 포함하거나 또는 실리콘으로 제조될 수 있다.
[0050] "트윈 스퍼터 디바이스"라는 용어는 한 쌍의 스퍼터 디바이스들, 예컨대 제1 스퍼터 디바이스(701) 및 제2 스퍼터 디바이스(702)를 나타낸다. 제1 스퍼터 디바이스 및 제2 스퍼터 디바이스는 트윈 스퍼터 디바이스 쌍을 형성할 수 있다. 예컨대, 트윈 스퍼터 디바이스 쌍의 스퍼터 디바이스들 둘 모두는 가요성 기판을 코팅하기 위해 동일한 증착 프로세스에서 동시에 사용될 수 있다. 트윈 스퍼터 디바이스들은 유사한 방식으로 설계될 수 있다. 예컨대, 트윈 스퍼터 디바이스들은 동일한 코팅 재료를 제공할 수 있고, 실질적으로 동일한 사이즈 및 실질적으로 동일한 형상을 가질 수 있다. 트윈 스퍼터 디바이스들은 증착 챔버 내에 배열될 수 있는 스퍼터 소스를 형성하기 위해 서로 인접하게 배열될 수 있다. 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에 따르면, 트윈 스퍼터 디바이스의 2개의 스퍼터 디바이스들은 동일한 재료, 예컨대 실리콘, ITO, 또는 탄소로 제조된 타겟들을 포함한다.
[0051] 도 3 및 도 4에서 확인될 수 있는 바와 같이, 제1 스퍼터 디바이스(701)는 제1 축을 가지며, 제1 축은 제1 스퍼터 디바이스(701)의 회전 축일 수 있다. 제2 스퍼터 디바이스(702)는 제2 축을 가지며, 제2 축은 제2 스퍼터 디바이스(702)의 회전 축일 수 있다. 스퍼터 디바이스들은 가요성 기판 상에 증착될 재료를 제공한다. 반응성 증착 프로세스들의 경우, 가요성 기판 상에 마지막으로 증착되는 재료는 프로세싱 가스의 화합물들을 추가로 포함할 수 있다.
[0052] 도 3에 예시적으로 도시된 바와 같은 실시예에 따르면, 가요성 기판은 코팅 드럼(122)에 의해 트윈 스퍼터 디바이스들을 지나 안내된다. 여기서, 코팅 윈도우는 코팅 드럼(122) 상의 가요성 기판의 제1 포지션(705) 및 코팅 드럼(122) 상의 가요성 기판의 제2 포지션(706)에 의해 제한된다. 코팅 윈도우, 즉, 제1 포지션(705)과 제2 포지션(706) 사이의, 가요성 기판의 부분은 재료가 증착될 수 있는 기판의 영역을 정의한다. 도 3에서 확인될 수 있는 바와 같이, 제1 스퍼터 디바이스(701)로부터 릴리스되는 증착 재료의 입자들 및 제2 스퍼터 디바이스(702)로부터 릴리스되는 증착 재료의 입자들은, 코팅 윈도우 내의 가요성 기판에 도달한다.
[0053] AC 스퍼터 소스(610)는, 300 mm 또는 그 미만, 구체적으로는 200 mm 또는 그 미만인, 제1 스퍼터 디바이스(701)의 제1 축부터 제2 스퍼터 디바이스(702)의 제2 축까지의 거리를 제공하도록 적응될 수 있다. 통상적으로, 제1 스퍼터 디바이스(701)의 제1 축과 제2 스퍼터 디바이스(702)의 제2 축의 거리는 150 mm 내지 200 mm, 더 통상적으로는 170 mm 내지 185 mm, 이를테면, 180 mm일 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 원통형 스퍼터 디바이스들일 수 있는 제1 스퍼터 디바이스(701) 및 제2 스퍼터 디바이스(702)의 외측 직경은 90 mm 내지 120 mm, 더 통상적으로는 대략 100 mm 내지 대략 110 mm의 범위일 수 있다.
[0054] 일부 실시예들에서, 제1 스퍼터 디바이스(701)는 제1 자석 어레인지먼트를 구비할 수 있고, 제2 스퍼터 디바이스(702)는 제2 자석 어레인지먼트를 구비할 수 있다. 자석 어레인지먼트들은 증착 효율을 개선하기 위해 자기장을 생성하도록 구성된 자석 요크(magnet yoke)들일 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 자석 어레인지먼트들은 서로를 향해 기울어질(tilted) 수 있다. 서로를 향해 기울어지는 방식으로 배열되는 자석 어레인지먼트들은 본 맥락에서, 자석 어레인지먼트들에 의해 생성되는 자기장들이 서로를 향해 지향된다는 것을 의미할 수 있다.
[0055] 도 5는 본원에서 설명되는 실시예들 중 일부 실시예들에서 사용될 수 있는 DC 스퍼터 소스(612)의 확대된 개략도를 도시한다. 일부 실시예들에서, 도 3에 도시된 적어도 하나의 제2 증착 유닛(302)은 DC 스퍼터 소스(612)로서 구성되고, 그리고/또는 적어도 하나의 제3 증착 유닛(303)은 DC 스퍼터 소스(612)로서 구성된다. DC 스퍼터 소스(612)는 가요성 기판 상에 증착될 재료를 제공하기 위한 타겟(614)을 포함하는 적어도 하나의 캐소드(613)를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 캐소드(613)는 회전 축을 중심으로 회전가능할 수 있는 회전가능 캐소드, 구체적으로는, 본질적으로 원통형의 캐소드일 수 있다. 타겟(614)은 증착될 재료로 제조될 수 있다. 예컨대, 타겟(614)은 금속 타겟, 이를테면, 구리 또는 알루미늄 타겟일 수 있다. 적어도 하나의 증착 유닛(124)이 도 5에 예시적으로 도시된 바와 같은 DC 스퍼터 소스로서 구성되는 실시예들에서, 타겟(614)은 그래파이트 타겟이다. 또한, 도 5에 예시적으로 도시된 바와 같이, 생성된 플라즈마를 한정하기 위한 자석 어셈블리(615)가 회전가능 캐소드 내부에 배열될 수 있다.
[0056] 일부 구현들에서, DC 스퍼터 소스(612)는 도 5에 예시적으로 도시된 바와 같이, 단일 캐소드를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 전도성 표면, 예컨대 증착 챔버의 벽 표면은 애노드로서 동작할 수 있다. 다른 구현들에서, 별개의 애노드, 이를테면, 로드(rod)의 형상을 갖는 애노드가 캐소드 옆에 제공될 수 있어서, 적어도 하나의 캐소드(613)와 별개의 애노드 사이에 전기장이 형성(build up)될 수 있다. 적어도 하나의 캐소드(613)와 애노드 사이에 전기장을 인가하기 위해 전력 공급부가 제공될 수 있다. 전도성 재료, 이를테면, 금속의 증착을 가능하게 할 수 있는 DC-전기장이 인가될 수 있다. 일부 구현들에서, 펄스형 DC 필드가 적어도 하나의 캐소드(613)에 인가된다. 일부 실시예들에서, DC 스퍼터 소스(612)는 1개 초과의 캐소드, 예컨대 2개 또는 그 초과의 캐소드들의 어레이를 포함할 수 있다.
[0057] 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에 따르면, 본원에서 설명되는 바와 같은 증착 유닛은, 도 6에 예시적으로 도시된 바와 같이, 이중 DC 평면형 캐소드 스퍼터 소스(616)로서 구성될 수 있다. 예컨대, 이중 DC 평면형 캐소드는 제1 평면형 타겟(617) 및 제2 평면형 타겟(618)을 포함할 수 있다. 제1 평면형 타겟은 제1 스퍼터 재료를 포함할 수 있고, 제2 평면형 타겟은 제1 스퍼터 재료와 상이한 제2 스퍼터 재료를 포함할 수 있다. 일부 구현들에 따르면, 도 6에 예시적으로 도시된 바와 같이, 보호 차폐부(619)가 제1 평면형 타겟(617)과 제2 평면형 타겟(618) 사이에 제공될 수 있다. 보호 차폐부는 냉각된 부분에 부착, 예컨대 클램핑될 수 있어서, 보호 차폐부의 냉각이 제공될 수 있다. 더 구체적으로, 보호 차폐부는 제1 평면형 타겟과 제2 평면형 타겟 사이에 구성 및 배열될 수 있어서, 제1 평면형 타겟 및 제2 평면형 타겟으로부터 제공되는 개개의 재료의 상호혼합(intermixing)이 방지될 수 있다. 또한, 도 6에 예시적으로 도시된 바와 같이, 보호 차폐부는, 코팅 드럼(122) 상의 기판과 보호 차폐부 사이에 좁은 갭(G)이 제공되도록, 구성될 수 있다. 따라서, 이중 DC 평면형 캐소드는 유리하게, 2개의 상이한 재료들을 증착하도록 구성될 수 있다. 통상적으로, 본원에서 설명되는 바와 같이, AC 스퍼터 소스(610), DC 스퍼터 소스(612), 또는 이중 DC 평면형 캐소드 스퍼터 소스(616)를 포함하는 증착 유닛이, 본원에서 설명되는 바와 같은 구획, 즉, 본원에서 설명되는 바와 같은 2개의 가스 분리 유닛들(510) 사이에 제공된 구획에 제공된다.
[0058] 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 실시예들에 따르면, 증착 유닛들, 구체적으로는 캐소드들(예컨대, AC 스퍼터 소스, DC-회전가능 캐소드, 트윈 회전가능 캐소드, 및 이중 DC 평면형 캐소드)은 상호교환가능하다는 것이 이해되어야 한다. 따라서, 공통 구획 설계가 제공될 수 있다. 또한, 증착 유닛들은 개개의 증착 유닛을 개별적으로 제어하도록 구성된 프로세스 제어기에 연결될 수 있다. 따라서, 유리하게, 반응성 프로세스가 완전 자동화로 실행될 수 있도록, 프로세스 제어기가 제공될 수 있다.
[0059] 본원에서 설명되는 임의의 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에 따르면, 본원에서 설명되는 바와 같은 증착 소스는 반응성 증착 프로세스를 위해 구성될 수 있다. 또한, 개별적인 증착 유닛들이 제공되는 복수의 분리 구획들 중 적어도 하나에 프로세스 가스가 추가될 수 있다. 특히, 프로세스 가스는 그래파이트 타겟(125)을 갖는 적어도 하나의 증착 유닛(124)을 포함하는 구획에 추가될 수 있다. 예컨대, 프로세스 가스는 아르곤, C2H2(아세틸렌), CH4(메탄) 및 H2(수소) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 본원에서 설명되는 바와 같은 프로세스 가스를 제공하는 것은, 층 증착, 구체적으로는 탄소 층 증착에 유리할 수 있다.
[0060] 본원에서 설명되는 바와 같은 증착 장치의 실시예들을 고려하면, 다이아몬드형 탄소 층을 포함하는 층들의 스택으로 가요성 기판(10)을 코팅하기 위한 증착 장치(100)가 제공된다는 것이 주목되어야 한다. 본원에서 설명되는 임의의 다른 실시예들과 조합될 수 있는 실시예들에 따르면, 증착 장치(100)는, 가요성 기판(10)을 제공하기 위한 저장 스풀(112)을 하우징하는 제1 스풀 챔버(110), 제1 스풀 챔버(110)의 다운스트림에 배열된 증착 챔버(120), 및 증착 챔버(120)의 다운스트림에 배열되고 그리고 와인드-업 스풀(152)을 하우징하는 제2 스풀 챔버(150)를 포함하며, 와인드-업 스풀(152)은 증착 후에 와인드-업 스풀(152) 상에 가요성 기판(10)을 와인딩하기 위한 것이다. 증착 챔버(120)는, 가요성 기판을, 그래파이트 타겟(125)을 갖는 적어도 하나의 스퍼터 증착 유닛을 포함하는 복수의 증착 유닛들(121)을 지나 안내하기 위한 코팅 드럼(122)을 포함한다. 코팅 드럼은 코팅 드럼의 기판 안내 표면에 전기 전위를 제공하도록 구성된다. 예컨대, 코팅 드럼의 기판 안내 표면은, 본원에서 설명되는 바와 같은 전기 전위 인가 디바이스를 사용함으로써 전기 전위를 받을 수 있다. 특히, 코팅 드럼에 인가되는 전기 전위는 1 kHz 내지 100 kHz의 주파수를 갖는 중간 주파수 전위일 수 있다.
[0061] 본원에서 설명되는 실시예들을 고려하면, 장치들 및 방법들은 적어도 하나의 탄소 층을 포함하는 층들의 스택으로 가요성 기판을 코팅하기에 특히 매우 적합하다는 것이 이해되어야 한다. "층들의 스택"은 하나가 다른 하나의 최상부에 놓이는 식으로 증착되는 2개, 3개 또는 그 초과의 층들로서 이해될 수 있으며, 2개, 3개 또는 그 초과의 층들은 동일한 재료 또는 2개, 3개 또는 그 초과의 상이한 재료들로 구성될 수 있다. 예컨대, 층들의 스택은 하나 또는 그 초과의 탄소 층들, 구체적으로는 하나 또는 그 초과의 다이아몬드형 탄소(DLC) 층들을 포함할 수 있다. 또한, 층들의 스택은 하나 또는 그 초과의 전도성 층들, 예컨대 금속 층, 및/또는 하나 또는 그 초과의 절연 층들, 예컨대 유전체 층을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 층들의 스택은 하나 또는 그 초과의 투명 층들, 예컨대 SiO2 층 또는 ITO 층을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 층들의 스택의 적어도 하나의 층은 전도성 투명 층, 예컨대 ITO 층일 수 있다. 예컨대, ITO 층은 용량성 터치 애플리케이션들, 예컨대 터치 패널들에 유리할 수 있다.
[0062] 도 7a 및 7b에 도시된 흐름도들을 예시적으로 참조하면, 특히, 탄소 층으로 가요성 기판을 코팅하는 방법(700)의 실시예들이 설명된다. 본원에서 설명되는 임의의 다른 실시예들과 조합될 수 있는 실시예들에 따르면, 방법(700)은 제1 스풀 챔버(110) 내에 제공된 저장 스풀(112)로부터 가요성 기판을 언와인딩하는 단계(블록(710))를 포함한다. 또한, 방법(700)은, 증착 챔버(120) 내에 제공된 코팅 드럼(122)에 의해 가요성 기판을 안내하는 동안 가요성 기판(10) 상에 탄소 층을 증착하는 단계(블록(720))를 포함한다. 통상적으로, 가요성 기판 상에 탄소 층을 증착하는 단계는 기판 상에 이전에 증착된 층 상에 탄소 층을 증착하는 단계를 포함한다. 대안적으로, 가요성 기판 상에 탄소 층을 증착하는 단계는 기판 바로 위에 탄소 층을 증착하는 단계를 포함할 수 있다. 부가적으로, 블록(730)에 의해 예시적으로 표시되는 바와 같이, 방법은 코팅 드럼에 전기 전위를 인가하는 단계를 포함한다. 통상적으로, 증착 후에, 방법은, 제2 스풀 챔버(150) 내에 제공된 와인드-업 스풀(152) 상에 가요성 기판을 와인딩하는 단계(블록(740))를 포함한다.
[0063] 본원에서 설명되는 임의의 다른 실시예들과 조합될 수 있는 실시예들에 따르면, 코팅 드럼에 전기 전위를 인가하는 단계(블록(730))는 1 kHz 내지 100 kHz의 주파수를 갖는 중간 주파수 전위를 인가하는 단계를 포함한다. 특히, 코팅 드럼에 전기 전위를 인가하는 단계(블록(730))는 본원에서 설명되는 바와 같은, 전기 전위를 인가하기 위한 디바이스(140)를 사용하는 단계를 포함할 수 있다. 증착 장치의 실시예들을 참조하여 위에서 설명된 바와 같이, 코팅 드럼에 MF 전기 전위를 인가하는 것은, 기판, 구체적으로는 기판 상에 증착된 층의 차지 업(charge up)이 실질적으로 회피되거나 또는 심지어 제거될 수 있는 이점을 갖는다는 것이 밝혀졌다. 따라서, 층들(예컨대, 탄소 층, 구체적으로는 DLC-층)이 획득될 수 있다.
[0064] 본원에서 설명되는 임의의 다른 실시예들과 조합될 수 있는 실시예들에 따르면, 탄소 층을 증착하는 단계(블록(720))는 그래파이트 타겟을 갖는 증착 유닛을 사용함으로써 스퍼터링하는 단계를 포함한다. 특히, 탄소 층을 증착하는 단계(블록(720))는 본원에서 설명되는 바와 같은, 그래파이트 타겟(125)을 갖는 적어도 하나의 증착 유닛(124)을 사용하는 단계를 포함할 수 있다. 또한, 탄소 층을 증착하는 단계는, 그래파이트 타겟(125)을 갖는 적어도 하나의 증착 유닛(124)을 포함하는 구획에 프로세스 가스를 추가하는 단계를 포함할 수 있다. 예컨대, 프로세스 가스는 아르곤, C2H2(아세틸렌), CH4(메탄) 및 H2(수소) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
[0065] 도 7b를 예시적으로 참조하면, 본원에서 설명되는 임의의 다른 실시예들과 조합될 수 있는 실시예들에 따라, 방법(700)은, 이온 충격 및/또는 전자 충격에 의해 탄소 층을 치밀화(densifying)하는 단계(블록(735))를 더 포함한다. 특히, 이온 충격 및/또는 전자 충격을 제공함으로써 탄소 층을 치밀화하는 단계(블록(735))는, 본원에서 설명되는 바와 같이, 코팅 드럼에 전기 전위를 제공함으로써, 예컨대 증착 챔버(120) 내에 제공된 플라즈마로부터 코팅 드럼(122)을 향해 전자들 또는 이온들을 가속시킴으로써 달성될 수 있다. 증착된 층, 구체적으로는 증착된 탄소 층 상에 이온 충격 및/또는 전자 충격을 제공하는 단계는 이온들 및/또는 전자들을 포함하는 플라즈마를 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 따라서, 유리하게, 다이아몬드형 탄소(DLC) 층이 생성될 수 있다.
[0066] 도 8a 및 8b는 본원에서 설명되는 실시예들에 따른, 가요성 기판을 코팅하는 방법에 의해 생성되는 적어도 하나의 탄소 층을 포함하는 하나 또는 그 초과의 층들로 코팅되는 가요성 기판(10)을 도시한다. 따라서, 가요성 기판이 하나, 2개, 3개, 4개, 5개, 6개, 7개 또는 그 초과의 층들로 코팅될 수 있으며, 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 방법에 의해, 적어도 하나의 층은 탄소 층, 구체적으로는 DLC-층이 생성될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 예컨대, 도 8a에 예시적으로 도시된 바와 같이, 가요성 기판(10)은 제1 층(801)으로 코팅될 수 있으며, 제1 층은 탄소 층, 구체적으로는 DLC-층이다. 도 8b는 제1 층(801), 제2 층(802) 및 제3 층(803)을 포함하는 층들의 스택으로 코팅되는 가요성 기판(10)을 도시하며, 제1 층(801), 제2 층(802) 및 제3 층(803) 중 적어도 하나는 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 방법에 의해 생성되는 탄소 층, 구체적으로는 DLC-층이다. 따라서, 유리하게, 가요성 기판 상에 증착된 층 스택을 갖는 가요성 기판이 제공될 수 있으며, 층 스택은 적어도 하나의 탄소 층, 구체적으로는 DLC-층을 포함한다.
[0067] 본원에서 설명되는 실시예들을 고려하면, 종래의 증착 시스템들 및 방법들과 비교하여, 특히 탄소 층(예컨대, 다이아몬드형 탄소(DLC) 층)의 증착과 관련하여, 가요성 기판을 코팅하는 방법 및 증착 장치의 개선된 실시예들이 제공된다는 것이 이해되어야 한다. 더 구체적으로, 본원에서 설명되는 실시예들은 유리하게, 하나 또는 그 초과의 탄소 층들(예컨대, 하나 또는 그 초과의 DLC-층들)을 갖는 층들의 스택으로 가요성 기판을 코팅하는 것을 제공한다.
[0068] 전술한 바가 실시예들에 관한 것이지만, 다른 및 추가적인 실시예들이 기본적인 범위로부터 벗어나지 않으면서 고안될 수 있고, 범위는 다음의 청구항들에 의해 결정된다.

Claims (15)

  1. 가요성 기판(10)을 코팅하기 위한 증착 장치(100)로서,
    상기 가요성 기판(10)을 제공하기 위한 저장 스풀(storage spool)(112)을 하우징하기 위한 제1 스풀 챔버(110),
    상기 제1 스풀 챔버(110)의 다운스트림에 배열된 증착 챔버(120), 및
    상기 증착 챔버(120)의 다운스트림에 배열되며 와인드-업 스풀(wind-up spool)(152)을 하우징하기 위한 제2 스풀 챔버(150)
    를 포함하고,
    상기 와인드-업 스풀(152)은 증착 후에 상기 와인드-업 스풀(152) 상에 상기 가요성 기판(10)을 와인딩하기 위한 것이고,
    상기 증착 챔버(120)는, 상기 가요성 기판을, 그래파이트 타겟(125)을 갖는 적어도 하나의 증착 유닛(124)을 포함하는 복수의 증착 유닛들(121)을 지나 안내하기 위한 코팅 드럼(122)을 포함하고,
    상기 코팅 드럼은, 상기 코팅 드럼에 1 kHz 내지 100 kHz의 주파수에서 극성을 변경하는 중간 주파수 전기 전위를 인가하기 위한 디바이스(140)에 연결되는,
    가요성 기판(10)을 코팅하기 위한 증착 장치(100).
  2. 삭제
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 증착 유닛(124)은 직류 스퍼터 증착 유닛인,
    가요성 기판(10)을 코팅하기 위한 증착 장치(100).
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 증착 유닛(124)은 펄스형 직류 스퍼터 증착 유닛인,
    가요성 기판(10)을 코팅하기 위한 증착 장치(100).
  5. 제1 항, 제3 항 및 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 그래파이트 타겟(125)은 평면형 타겟인,
    가요성 기판(10)을 코팅하기 위한 증착 장치(100).
  6. 제1 항, 제3 항 및 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 그래파이트 타겟(125)은 회전가능 타겟인,
    가요성 기판(10)을 코팅하기 위한 증착 장치(100).
  7. 제1 항, 제3 항 및 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 증착 유닛들(121)은 전도성 재료를 상기 가요성 기판(10) 상에 증착하도록 구성된 적어도 하나의 직류 스퍼터 소스(612)를 포함하거나, 또는
    상기 복수의 증착 유닛들은 비-전도성 재료를 상기 가요성 기판(10) 상에 증착하기 위한 적어도 하나의 AC 스퍼터 소스(610)를 포함하는,
    가요성 기판(10)을 코팅하기 위한 증착 장치(100).
  8. 제1 항, 제3 항 및 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 코팅 드럼(122)은 회전 축(123)을 중심으로 회전가능하고, 상기 코팅 드럼(122)은 상기 가요성 기판(10)과 접촉하기 위한 만곡형 기판 지지 표면을 포함하고, 상기 만곡형 기판 지지 표면은 전기 전도성인,
    가요성 기판(10)을 코팅하기 위한 증착 장치(100).
  9. 제1 항, 제3 항 및 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 스풀 챔버로부터 상기 제2 스풀 챔버로의, 부분적으로 볼록하고 그리고 부분적으로 오목한 기판 이송 경로를 따라 상기 가요성 기판을 이송하도록 구성된 롤러 어셈블리를 더 포함하는,
    가요성 기판(10)을 코팅하기 위한 증착 장치(100).
  10. 다이아몬드형 탄소 층(diamond like carbon layer)을 포함하는 층들의 스택으로 가요성 기판(10)을 코팅하기 위한 증착 장치(100)로서,
    상기 가요성 기판(10)을 제공하기 위한 저장 스풀(112)을 하우징하기 위한 제1 스풀 챔버(110),
    상기 제1 스풀 챔버(110)의 다운스트림에 배열된 증착 챔버(120), 및
    상기 증착 챔버(120)의 다운스트림에 배열되며 와인드-업 스풀(152)을 하우징하기 위한 제2 스풀 챔버(150)
    를 포함하고,
    상기 와인드-업 스풀(152)은 증착 후에 상기 와인드-업 스풀(152) 상에 상기 가요성 기판(10)을 와인딩하기 위한 것이고,
    상기 증착 챔버(120)는, 상기 가요성 기판을, 그래파이트 타겟(125)을 갖는 적어도 하나의 스퍼터 증착 유닛을 포함하는 복수의 증착 유닛들(121)을 지나 안내하기 위한 코팅 드럼(122)을 포함하고,
    상기 코팅 드럼은 상기 코팅 드럼의 기판 안내 표면에 전기 전위를 제공하도록 구성되며, 상기 전기 전위는 1 kHz 내지 100 kHz의 주파수에서 극성을 변경하는 중간 주파수 전위인,
    가요성 기판(10)을 코팅하기 위한 증착 장치(100).
  11. 탄소 층으로 가요성 기판(10)을 코팅하는 방법으로서,
    제1 스풀 챔버(110) 내에 제공된 저장 스풀(112)로부터 상기 가요성 기판을 언와인딩하는 단계;
    증착 챔버(120) 내에 제공된 코팅 드럼(122)을 사용하여 상기 가요성 기판을 안내하는 동안 상기 가요성 기판(10) 상에 탄소 층을 증착하는 단계;
    상기 코팅 드럼에 1 kHz 내지 100 kHz의 주파수에서 극성을 변경하는 중간 주파수 전기 전위를 인가하는 단계; 및
    증착 후에, 제2 스풀 챔버(150) 내에 제공된 와인드-업 스풀(152) 상에 상기 가요성 기판을 와인딩하는 단계
    를 포함하는,
    탄소 층으로 가요성 기판(10)을 코팅하는 방법.
  12. 삭제
  13. 제11 항에 있어서,
    상기 탄소 층을 증착하는 단계는 그래파이트 타겟을 갖는 증착 유닛을 사용함으로써 스퍼터링하는 단계를 포함하는,
    탄소 층으로 가요성 기판(10)을 코팅하는 방법.
  14. 제11 항에 있어서,
    이온 충격(ion bombardment) 및 전자 충격(electron bombardment) 중 적어도 하나를 제공함으로써 상기 탄소 층을 치밀화(densifying)하는 단계를 더 포함하는,
    탄소 층으로 가요성 기판(10)을 코팅하는 방법.
  15. 하나 또는 그 초과의 층들을 갖는 코팅된 가요성 기판으로서,
    적어도 하나의 층은 제11 항, 제13 항 및 제14 항 중 어느 한 항의 방법에 의해 생성되는 탄소 층인,
    하나 또는 그 초과의 층들을 갖는 코팅된 가요성 기판.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004244690A (ja) 2003-02-14 2004-09-02 Raiku:Kk スパッタリング成膜方法、成膜製品及びスパッタリング装置の電子流量調節装置
WO2013035634A1 (ja) * 2011-09-07 2013-03-14 ナノテック株式会社 炭素膜成膜装置

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63307268A (ja) * 1987-06-08 1988-12-14 Mitsui Mining & Smelting Co Ltd バイアススパッタリング方法およびその装置
US6063246A (en) * 1997-05-23 2000-05-16 University Of Houston Method for depositing a carbon film on a membrane
JP5077293B2 (ja) * 2001-12-17 2012-11-21 住友電気工業株式会社 非晶質炭素被膜の製造方法及び非晶質炭素被覆摺動部品
DE102004004177B4 (de) * 2004-01-28 2006-03-02 AxynTeC Dünnschichttechnik GmbH Verfahren zur Herstellung dünner Schichten sowie dessen Verwendung
JP2006249471A (ja) * 2005-03-09 2006-09-21 Fuji Photo Film Co Ltd 成膜方法
CN1978191B (zh) * 2005-12-02 2010-05-26 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 一种具有多层镀膜的模具
KR101019065B1 (ko) * 2010-06-23 2011-03-07 (주)제이 앤 엘 테크 나노 박막을 코팅한 대전방지 기능을 갖는, 전자부품 포장용 포장재 및 그 제조방법
CN202152366U (zh) * 2011-06-27 2012-02-29 肇庆市科润真空设备有限公司 柔性ito磁控镀膜装置
CN102400088B (zh) * 2011-11-10 2013-10-16 中国航天科技集团公司第五研究院第五一0研究所 柔性金属基底辉光大束流低电压等离子体活化工艺
JP6045266B2 (ja) * 2012-09-18 2016-12-14 リンテック株式会社 イオン注入装置
CN106029944A (zh) * 2014-02-21 2016-10-12 应用材料公司 用于薄膜处理应用的装置和方法
KR101734170B1 (ko) * 2015-05-11 2017-05-16 (주)제너코트 그라파이트 방열시트의 제조방법
JP2017095758A (ja) * 2015-11-24 2017-06-01 コニカミノルタ株式会社 ガスバリア性フィルムの製造方法
WO2018001523A1 (en) * 2016-07-01 2018-01-04 Applied Materials, Inc. Deposition apparatus for coating a flexible substrate and method of coating a flexible substrate

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004244690A (ja) 2003-02-14 2004-09-02 Raiku:Kk スパッタリング成膜方法、成膜製品及びスパッタリング装置の電子流量調節装置
WO2013035634A1 (ja) * 2011-09-07 2013-03-14 ナノテック株式会社 炭素膜成膜装置

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