KR20120082986A - 펌핑 효율이 개선된 롤투롤 스퍼터 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 격벽에 형성된 격문을 개방하여 하나의 저진공용 펌프라인을 통해 각 격실의 저진공을 형성하므로, 챔버 후면에 격실별로 저진공용 펌프라인을 형성할 필요가 없고, 따라서 챔버 후면의 확보된 공간에 고진공 펌프를 설치함으로써 적은 수의 고진공 펌프로도 펌핑 효율을 극대화할 수 있고, 또한, 챔버 후면에 복수개의 장착홀이 형성되어 고진공 펌프를 추가하거나 또는 고진공 펌프의 위치를 가변할 수 있으므로 격실의 기판 성장 조건에 맞는 진공 상태를 용이하게 형성할 수 있는 펌핑 효율이 개선된 롤투롤 스퍼터 장치에 관한 것이다.

Description

펌핑 효율이 개선된 롤투롤 스퍼터 장치{Roll-to-roll sputter device pumping efficiency improvements}
본 발명은, 격벽에 형성된 격문을 개방하여 하나의 저진공용 펌프라인을 통해 각 격실의 저진공을 형성하며, 따라서 챔버 후면의 확보된 공간에 고진공 펌프를 설치함으로써 적은 수의 고진공 펌프로도 펌핑 효율을 극대화할 수 있는 펌핑 효율이 개선된 롤투롤 스퍼터 장치에 관한 것이다.
일반적으로 디스플레이, 회로기판 등의 분야에 쓰이는 금속 배선, 투명 전극, 광학막 등의 박막은 스퍼터링 증착 공정에 의하여 제조된다. 스퍼터링 증착은 10E-2 내지 10E-3 토르(Torr) 이하의 고진공 상태의 챔버에 아르곤(Ar)가스를 주입한 후 챔버 내의 타겟(Target)과 기판(Substrate)에 각각 음극 양극을 인가하여 방전을 일으키면, 음극 주변에서 무수한 전자들이 나와 아르곤 가스와 충돌하고, 이로 인해 아르곤 가스는 전하 하나를 잃어버리면서 양이온(Ar+) 상태가 된다. 양이온은 음극인 타겟으로 가속되어 타겟 물질을 스퍼터(Sputter) 시키는데, 스퍼터된 타겟 원자가 기판에 증착됨으로써 금속 박막이 제조되게 된다.
이러한 금속 박막을 제조하기 위한 스퍼터 장치는 타겟과 기판 사이를 고진공으로 유지할 필요가 있는데, 이를 위하여 기판, 타겟, 롤러들이 포함된 대용량의 챔버를 모두 고진공으로 하여야 했기 때문에 효율 및 비용 면에서 많은 문제가 있었다.
따라서, 도 1 내지 도 2 에 도시된 바와 같이, 종래에는 타겟(70)과 기판이 포함된, 즉 스퍼터링 증착이 직접 이루어지는 공간을 격벽(60)으로 구분하고 그 이외의 롤러(81, 82, 83, 84) 및 기판이 이동되는 공간을 복수의 격벽(60)으로 구분한 후 각각의 격실의 공정 특성에 맞게 진공압을 개별적으로 조절함으로써 효율성을 높이는 방법을 사용하여 왔다.
이러한 종래의 기술에 의하면, 각 격실에 최초 기본 저진공을 형성하기 위한 개별 펌프라인(10)이 하나 이상 형성되고, 이러한 펌프라인(10)들은 주 펌프라인(15)으로 병합되어 저진공 펌프(미도시)에 연결됨으로써 챔버(50)내의 각 격실들이 초기 저진공 상태를 형성할 수 있도록 하였다.
그리고, 스퍼터링 공정이 이루어지는 타겟(70)과 기판을 포함하고 있는 격실은 고진공을 필요로 하므로 별도의 고진공 펌프(20)를 하나 이상 구비하고, 각각의 격실에도 각각의 기판 성장 조건에 맞는 진공압을 형성하기 위하여 고진공 펌프(20)를 하나 이상 구비함으로써 기판 성장 조건에 맞는 진공압을 격실별로 형성할 수 있도록 하였다.
그러나, 이러한 종래의 기술은 각 격실별로 하나 이상의 저진공용 펌프라인(10)을 구성하여야 하므로 저진공용 펌프라인(10)이 차지하는 공간의 비중이 높았고, 때문에 원하는 위치에 고진공 펌프(20) 및 고진공용 펌프라인(25)을 장착하기가 까다로워 펌핑 효율이 떨어지는 문제가 있었다.
따라서, 본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 격벽에 형성된 격문을 개방하여 하나의 저진공용 펌프라인을 통해 각 격실의 저진공을 형성하므로, 챔버 후면에 격실별로 저진공용 펌프라인을 형성할 필요가 없고, 따라서 챔버 후면의 확보된 공간에 고진공 펌프를 설치함으로써 적은 수의 고진공 펌프로도 펌핑 효율을 극대화할 수 있는 펌핑 효율이 개선된 롤투롤 스퍼터 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은, 챔버 후면에 복수개의 장착홀이 형성되어 고진공 펌프를 추가하거나 또는 고진공 펌프의 위치를 가변할 수 있으므로 격실의 기판 성장 조건에 맞는 진공 상태를 용이하게 형성할 수 있는 펌핑 효율이 개선된 롤투롤 스퍼터 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은, 격벽으로 구분된 격실과, 격실별로 서로 다른 진공압의 설정이 가능하므로, 서로 다른 물질로 구성된 타겟을 스퍼터링할 때 각 타겟 원자가 서로 영향을 주지 않으며, 또한 각 타겟 원자의 특성에 맞는 진공압을 설정할 수 있는 펌핑 효율이 개선된 롤투롤 스퍼터 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 펌핑 효율이 개선된 롤투롤 스퍼터 장치는, 진공 상태로 유지되는 내부 공간을 가지는 육면체 형상으로, 상면 또는 후면에 저진공용 펌프라인(110)이 형성되고 후면에 고진공 펌프(120)가 구비되는 챔버(100)와; 상기 챔버(100) 내부에 구비되되, 필름형의 기판(400)을 권출하여 메인 롤러(240)에 제공하는 권출 롤러(210), 박막이 증착된 기판(400)을 제공받아 축적하는 권입 롤러(220), 상기 권출 롤러(210)로부터 기판(400)을 제공받아 타겟(300)으로부터 스퍼터링 된 타겟(300) 원자가 기판(400)에 증착되도록 기판(400)의 박막 증착 경로를 형성하며 박막이 증착된 기판(400)을 상기 권입 롤러(220)에 제공하는 메인 롤러(240) 및 기판(400)의 장력을 조절하고 기판(400)이 이송 홈을 통과할 때 격벽(500)에 마찰되지 않도록 기판(400)의 이동 경로를 결정하는 복수의 텐션 롤러(230)로 구성되는 기판 이송 부재(200)와; 상기 기판 이송 부재(200)에 의해 이송되며, 일면에 박막이 증착되는 필름 형상의 기판(400); 및 상기 메인 롤러(240)의 일측에 일정 간격 이격되어 구비되며 기판(400)에 증착되는 박막의 원자를 제공하는 타겟(300); 으로 구성되되, 상기 챔버(100)는, 내부 일측면으로부터 연장 형성되어 내부 공간을 복수의 격실로 구분하는 격벽(500)을 더 포함하여 구성되며, 상기 격벽(500)은, 상기 격실들에 저진공을 형성할 때 개방되어 각 격실들이 서로 연통되도록 하며, 상기 격실들에 고진공을 형성할 때 닫혀져 각 격실들이 서로 차단되도록 하는 격문(510)을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 펌핑 효율이 개선된 롤투롤 스퍼터 장치는, 격벽(500)에 형성된 격문(510)을 개방하여 챔버(100) 내부의 각 격실이 서로 연통되도록 한 후 하나의 저진공용 펌프라인(110)을 통해 각 격실의 저진공을 형성하므로, 챔버(100) 후면에 격실별로 저진공용 펌프라인(110)을 형성할 필요가 없고, 따라서 챔버(100) 후면의 확보된 공간에 고진공 펌프(120)를 설치함으로써 적은 수의 고진공 펌프(120)로도 펌핑 효율을 극대화할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 펌핑 효율이 개선된 롤투롤 스퍼터 장치는, 챔버(100) 후면에 복수개의 장착홀(130)이 형성되어 고진공 펌프(120)를 추가하거나 또는 고진공 펌프(120)의 위치를 가변할 수 있으므로 격실의 기판(400) 성장 조건에 맞는 진공 상태를 용이하게 형성할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 펌핑 효율이 개선된 롤투롤 스퍼터 장치는, 격벽(500)으로 구분된 격실과, 격실별로 서로 다른 진공압의 설정이 가능하므로, 서로 다른 물질로 구성된 타겟(300)을 스퍼터링할 때 각 타겟(300) 원자가 서로 영향을 주지 않으며, 또한 각 타겟(300) 원자의 특성에 맞는 진공압의 설정이 가능한 효과가 있다.
도 1 은 종래의 롤투롤 스퍼터 장치의 사시도.
도 2 는 종래의 롤투롤 스퍼터 장치의 단면도.
도 3 은 본 발명의 실시예에 따른 펌핑 효율이 개선된 롤투롤 스퍼터 장치의 사시도.
도 4 는 본 발명의 실시예에 따른 펌핑 효율이 개선된 롤투롤 스퍼터 장치의 단면도.
이하에서 본 발명의 실시예에 따른 펌핑 효율이 개선된 롤투롤 스퍼터 장치를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1 은 종래의 롤투롤 스퍼터 장치의 사시도이고, 도 2 는 종래의 롤투롤 스퍼터 장치의 단면도이고, 도 3 은 본 발명의 실시예에 따른 펌핑 효율이 개선된 롤투롤 스퍼터 장치의 사시도이고, 도 4 는 본 발명의 실시예에 따른 펌핑 효율이 개선된 롤투롤 스퍼터 장치의 단면도이다.
본 발명의 실시예에 따른 펌핑 효율이 개선된 롤투롤 스퍼터 장치는 도 3 내지 도 4 에 도시된 바와 같이 진공 상태로 유지되는 챔버(100)와, 챔버(100) 내에 구비되는 권출 롤러(210), 권입 롤러(220), 텐션 롤러(230) 및 메인 롤러(240)로 구성된 기판 이송 부재(200), 메인 롤러(240)의 일측에 소정 간격 이격되어 구비되는 타겟(300) 및 기판 이송 부재(200)에 의해 이송되며 스퍼터링 공정에 의해 타겟(300) 원자의 박막이 성장되는 기판(400)을 포함하여 구성되되, 챔버(100)의 외벽으로부터 연장 형성되어 챔버(100) 내의 공간을 복수의 격실로 구분하는 격벽(500)과, 각 격벽(500)으로 구분된 격실의 개폐를 결정하는 격문(510) 및 각 격실의 일측에 구비되는 고진공 펌프(120)를 더 포함하여 구성되어서, 대기압 상태의 챔버(100) 내부를 기본 진공 상태인 저진공 상태로 변화시키기 위한 저진공 펌프(115)가 가동될 때에는 격벽(500)의 격문(510)을 개방하여 각 격실들이 서로 연통되도록 함으로써 하나의 저진공용 펌프라인을 통하여 챔버(100) 내부가 균일하게 저진공 상태가 되도록 하고, 저진공 상태의 챔버(100) 내부를 각 격실의 기판(400) 성장 조건에 맞게 격실별로 고진공 상태로 변화시킬 때에는 격벽(500)의 격문(510)을 폐쇄하여 각 격실들이 서로 차단되도록 함으로써 각 격실의 일측에 구비된 고진공 펌프(120)를 가동하여 격실별로 서로 다른 진공압이 형성되도록 한다.
챔버(100)는 진공 상태로 유지되는 내부 공간을 가지는 육면체 형상으로, 스퍼터링 공정을 위한 기판(400), 기판 이송 부재(200), 타겟(300) 등이 내부에 구비되며, 일측에 저진공용 펌프라인(110), 반응가스 주입용 파이프라인(140) 및 고진공 펌프(120)가 구비된다.
이를 더욱 상세히 설명하면, 챔버(100)는 스퍼터링 공정을 위한 진공이 형성되는 공간 형성부로서의 역할 및 각 구성요소들이 장착되는 장착부로서의 역할을 하며, 내부 일측면으로부터 격벽(500)이 복수개 연장 형성되어 각각의 기판(400) 성장 특성에 맞는 격실이 형성된다.
챔버(100)의 후면에는 기판(400)에 박막을 성장시키기 위한 고진공 상태를 형성하기 위한 고진공 펌프(120) 및 고진공용 펌프라인(125)이 구비된다. 고진공 펌프(120)는 격벽(500)으로 구분된 각 격실별로 하나 이상이 설치되며, 기판(400)의 성장 조건에 맞게 위치 및 수량이 결정되어 장착되고, 고진공 펌프(120)를 통해 펌핑된 공기는 고진공용 펌프라인(125)을 통해 외부로 배출된다. 고진공 펌프(120)가 장착되는 챔버(100)의 후면에는 펌프를 장착하기 위한 복수개의 장착홀(130)이 더 형성될 수 있으며, 이때 장착홀(130)은 기판(400)의 박막 성장 조건에 맞게 각 격실의 진공 상태를 변경하기 위하여 기존 장착된 고진공 펌프(120)의 위치를 수정하거나 또는 고진공 펌프(120)를 추가하여 사용할 수 있도록 평상시에는 캡 등으로 밀폐되고 필요에 따라 이를 개방하여 고진공 펌프(120)가 장착되도록 한다.
챔버(100)의 상면 또는 후면에는 챔버(100) 내부의 각 격실이 기판(400)의 박막 성장 전 기본 진공상태가 되도록 저진공을 형성하는 저진공용 펌프라인(110)이 형성된다. 챔버(100) 내부를 기본 저진공 상태로 형성할 경우 챔버(100) 내부에 형성된 격벽(500)의 격문(510)이 모두 개방되어 각 격실들이 서로 연통되도록 한 후 저진공 펌프(115)를 구동시켜 진공이 형성되도록 한다.
기판 이송 부재(200)는 권출 롤러(210), 권입 롤러(220), 텐션 롤러(230) 및 메인 롤러(240)로 구성되며, 권출 롤러(210)로부터 권출된 필름 형상의 기판(400)이 텐션 롤러(230)들을 거처 메인 롤러(240)를 지나는 동안 메인 롤러(240) 주변의 타겟(300)원자가 기판(400)상에 스퍼터링 되어 박막이 성장되고, 박막이 형성된 기판(400)이 다시 텐션 롤러(230)들을 거쳐 권입 롤러(220)에 권입되어 축적됨으로써 박막 형성 작업이 진행되도록 한다.
이를 더욱 상세히 설명하면, 권출 롤러(210) 및 권입 롤러(220)는 챔버(100) 내부의 양 측에 서로 대향되도록 구비되며, 권출 롤러(210)는 필름형의 기판(400)을 권출하여 메인 롤러(240)에 제공하고, 권입 롤러(220)는 메인 롤러(240)로부터 박막이 증착된 기판(400)을 제공받아 권입하여 축적한다. 권출 롤러(210) 및 권입 롤러(220)가 구비된 공간부는 격벽(500)으로 구분되어 박막 형성 중 발생한 아웃 개싱(Outgassing)이 메인 롤러(240) 및 각 격실 내의 기판(400)에 서로 영향을 주지 않도록 한다.
텐션 롤러(230)는 챔버(100) 내부에 복수개 구비되어 기판(400)에 박막이 형성되는 동안 기판(400)이 적절한 장력을 항시 유지하도록 하여 기판(400)에 고른 박막이 형성되도록 하며, 또한, 기판(400)이 격벽(500)을 통과하는 위치를 일정하게 유지시켜줌으로써 격벽(500) 사이를 기판(400)이 통과할 때 격벽(500)과의 마찰로 인하여 기판(400)에 상처가 나지 않도록 한다.
메인 롤러(240)는 권출 롤러(210)로부터 기판(400)을 제공받아 기판(400)에 박막이 증착되도록 한 후 박막이 증착된 기판(400)을 권입 롤러(220)에 제공하며, 고진공 상태의 격실에 타겟(300)과 일정 간격 이격되도록 구비되어서 주입된 아르곤 가스에 의해 스퍼터링된 타겟(300) 원자가 기판(400)에 증착될 수 있도록 기판(400)의 박막 증착 경로를 형성한다. 메인 롤러(240)의 형상은 기판(400)이 고진공 격실 내부에 머무는 시간이 지연되도록 원주가 비교적 큰 드럼형상을 도시하고 설명하였으나, 이에 한정하지 않고 복수개의 롤러를 이용하여 'ㄷ'자 형상으로 구성할 수도 있으며, 복수개로 구성된 타겟(300)과 이루는 거리가 동일하도록 타겟(300)에 대향하는 면이 비교적 평탄한 형상이면 어느것이든 가능함은 물론이다.
타겟(300)은 메인 롤러(240)가 구비되는 고진공 격실 내부에 메인 롤러(240)와 일정 간격 이격되어 구비되어서 기판(400)에 증착되는 박막의 원자를 제공하며, 음극으로 대전되어 양극으로 대전된 기판(400)과 상호 플라즈마를 일으켜 격실내의 아르곤 가스(Ar)를 이온화시킨다. 타겟(300)은 기판(400)상에 증착될 박막의 특성에 따라 ITO(Indium Tin Oxide: 투명전극), Si(Silicon: 규소), Cu(Copper: 구리) 등의 재료로 이루어지며, 5*10E-7 Torr의 고진공으로 유지되는 격실 내부에서 이온화된 아르곤 가스(Ar+)가 충돌되어 원자의 상태로 기판(400)에 증착되게 된다.
타겟(300)은 메인 롤러(240)의 주변에 복수개가 구비될 수 있으며, 이 경우 복수의 타겟(300)은 서로 같은 재료로 이루어지거나 또는 서로 다른 재료로 구성되어서, 격벽(500)으로 구분된 공간에 각각의 스퍼터링 특성에 맞는 진공압이 개별적으로 형성될 수 있다.
기판(400)은 필름 형상의 얇은 판형으로 일측면에 박막이 형성되며, 권출 롤러(210)로부터 권출되어 메인 롤러(240)를 지나는 동안 박막이 증착된 후 권입 롤러(220)에 권입됨으로써 박막 형성 공정이 이루어진다. 또한, 기판(400)은 양극으로 대전되어 음극의 타겟(300)과 상호 플라즈마를 일으키며, 이온화된 아르곤 가스(Ar+)에 의해 스퍼터된 타겟(300) 원자가 증착된다.
기판(400)은 생산량을 증대시키기 위하여 통상 1000 내지 2000 미터의 길이에 1 내지 1.3 미터의 폭을 가지나 본 발명에서 이를 한정하는 것은 아니다.
격벽(500)은 챔버(100) 내부 일측면에서 연장 형성되어 챔버(100)의 내부 공간을 각각의 격실로 구분하여서 각 격실에 기판(400)의 성장 조건에 맞도록 독립된 진공압이 형성될 수 있도록 하며, 각 격실에서 발생된 아웃개싱이 박막 성장 조건이 다른 인접한 격실의 기판(400)에 영향을 주지 않도록 한다. 격벽(500)의 일측에는 기판(400)이 이송될 수 있도록 이송 홀(520)이 형성되며, 이송 홀(520)에는 기판(400)과 격벽(500)의 마찰을 최소화하며 각 격실 사이가 최대한 밀폐될 수 있도록 보호 부재(525)가 더 포함되어 구성될 수 있다.
또한, 격벽(500)의 다른 일측에는 각각의 격벽(500)으로 구분된 격실들이 서로 연통되거나 차단될 수 있도록 개폐를 결정하는 격문(510)이 구비된다. 격문(510)은 기판(400)상에 박막이 형성되기 전 개방되어 각 격실들이 서로 연통되도록 하며, 챔버(100) 상부에 형성된 저진공용 펌프라인(110)을 통하여 저진공 펌프(115)에 의해 펌핑되어서 각 격실들이 동일하게 저진공 상태가 되도록 한다. 또한, 격문(510)은 챔버(100) 내부에 기본 저진공이 형성된 후 각 격실별로 서로 다른 고진공을 형성할 경우 폐쇄되어 각 격실이 서로 차단되도록 하며, 이때 각 격실의 일측면에 구비된 고진공 펌프(120)를 통해 각 격실들이 서로 다른 고진공압을 형성할 수 있도록 한다.
격문(510)은 조작 버튼(미도시) 등으로 개폐를 조작할 수 있으며, 또는 스퍼터링 공정 명령 입력시 자동으로 개방된 후 각 격실의 진공압이 설정 수치 이하로 측정되면 자동으로 폐쇄됨으로써 각 격실별로 서로 다른 고진공이 형성될 수 있도록 한다.
격문(510)의 끝단에는 격문(510)이 닫혔을 때 각 격실사이를 더욱 밀폐할 수 있도록 고분자 합성 수지 등으로 이루어진 차단 부재(515)가 더 포함되어 구성될 수 있으며, 격문(510)의 끝단과 접촉되는 격벽(500)의 단부에도 고분자 합성 수지 등으로 이루어진 격문 접촉 부재(516)가 더 포함되어 구성될 수 있다.
상술한 구성으로 이루어진 본 발명의 펌핑 효율이 개선된 롤투롤 스퍼터 장치의 진공 형성 과정을 살펴보면,
클리닝(Cleaning) 작업이 이루어진 챔버(100) 내부의 격문(510)들을 자동 또는 수동 조작으로 개방하여 격벽(500)으로 구분된 각 격실이 서로 연통되도록 한 후 챔버(100) 상부의 펌프라인에 장착된 저진공 펌프를 구동하여 챔버(100) 내의 각 격실들이 기본 저진공 상태가 되도록 한다.
이후, 각 격실별로 기판(400)의 성장 조건에 맞는 고진공을 형성하기 위하여 격벽(500)의 격문(510)을 폐쇄한 후 각 격실에 장착된 고진공 펌프(120)를 구동하여 각 격실별로 설정된 진공압이 형성되도록 한다. 이때, 초기 기본 저진공을 형성하기 위한 저진공 펌프(115)는 기본 저진공을 형성한 후 구동이 중지되지만, 스퍼터링 공정이 진행되는 동안 아르곤 가스의 주입 또는 격벽(500)의 이송 홀(520) 등으로 유입되는 인접한 격실의 비교적 저진공의 기압 등으로 인하여 각 격실의 진공압이 미세하게 가변되기 때문에, 고진공 펌프(120)는 스퍼터링 공정이 이루어지는 중에도 계속 가동되며 설정된 진공압을 유지하게 한다.
상술한 구성으로 이루어진 본 발명의 펌핑 효율이 개선된 롤투롤 스퍼터 장치는, 격벽(500)에 형성된 격문(510)을 개방하여 챔버(100) 내부의 각 격실이 서로 연통되도록 한 후 하나의 저진공용 펌프라인(110)을 통해 각 격실의 저진공을 형성하므로, 챔버(100) 후면에 격실별로 저진공용 펌프라인(110)을 형성할 필요가 없고, 따라서 챔버(100) 후면의 확보된 공간에 고진공 펌프(120)를 설치함으로써 적은 수의 고진공 펌프(120)로도 펌핑 효율을 극대화할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 펌핑 효율이 개선된 롤투롤 스퍼터 장치는, 챔버(100) 후면에 복수개의 장착홀(130)이 형성되어 고진공 펌프(120)를 추가하거나 또는 고진공 펌프(120)의 위치를 가변할 수 있으므로 격실의 기판(400) 성장 조건에 맞는 진공 상태를 용이하게 형성할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 펌핑 효율이 개선된 롤투롤 스퍼터 장치는, 격벽(500)으로 구분된 격실과, 격실별로 서로 다른 진공압의 설정이 가능하므로, 서로 다른 물질로 구성된 타겟(300)을 스퍼터링할 때 각 타겟(300) 원자가 서로 영향을 주지 않으며, 또한 각 타겟(300) 원자의 특성에 맞는 진공압의 개별 설정이 가능한 효과가 있다.
100 : 챔버 110 : 저진공용 펌프라인
115 : 저진공 펌프 120 : 고진공 펌프
200 : 기판 이송 부재 210 : 권출 롤러
220 : 권입 롤러 230 : 텐션 롤러
240 : 메인 롤러 300 : 타겟
400 : 기판 500 : 격벽
510 : 격문

Claims (3)

  1. 진공 상태로 유지되는 내부 공간을 가지는 육면체 형상으로, 상면 또는 후면에 저진공용 펌프라인(110)이 형성되고 후면에 고진공 펌프(120)가 구비되는 챔버(100)와;
    상기 챔버(100) 내부에 구비되되, 필름형의 기판(400)을 권출하여 메인 롤러(240)에 제공하는 권출 롤러(210), 박막이 증착된 기판(400)을 제공받아 축적하는 권입 롤러(220), 상기 권출 롤러(210)로부터 기판(400)을 제공받아 타겟(300)으로부터 스퍼터링 된 타겟(300) 원자가 기판(400)에 증착되도록 기판(400)의 박막 증착 경로를 형성하며 박막이 증착된 기판(400)을 상기 권입 롤러(220)에 제공하는 메인 롤러(240) 및 기판(400)의 장력을 조절하고 기판(400)이 이송 홈을 통과할 때 격벽(500)에 마찰되지 않도록 기판(400)의 이동 경로를 결정하는 복수의 텐션 롤러(230)로 구성되는 기판 이송 부재(200)와;
    상기 기판 이송 부재(200)에 의해 이송되며, 일면에 박막이 증착되는 필름 형상의 기판(400); 및
    상기 메인 롤러(240)의 일측에 일정 간격 이격되어 구비되며 기판(400)에 증착되는 박막의 원자를 제공하는 타겟(300); 으로 구성되되,
    상기 챔버(100)는, 내부 일측면으로부터 연장 형성되어 내부 공간을 복수의 격실로 구분하는 격벽(500)을 더 포함하여 구성되며, 상기 격벽(500)은, 상기 격실들에 저진공을 형성할 때 개방되어 각 격실들이 서로 연통되도록 하며, 상기 격실들에 고진공을 형성할 때 닫혀져 각 격실들이 서로 차단되도록 하는 격문(510)을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 펌핑 효율이 개선된 롤투롤 스퍼터 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 격문(510)은, 스퍼터링 공정 명령 입력시 자동으로 개방되고, 각 격실의 진공압이 설정 수치 이하로 측정되면 자동으로 폐쇄되어 각 격실별로 서로 다른 고진공이 형성될 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 펌핑 효율이 개선된 롤투롤 스퍼터 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 챔버(100)는, 후면에 고진공 펌프(120)의 위치를 가변하거나, 고진공 펌프(120)를 추가할 수 있도록 장착홀(130)이 형성된 것을 특징으로 하는 펌핑 효율이 개선된 롤투롤 스퍼터 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2010225957A (ja) * 2009-03-25 2010-10-07 Sokudo Co Ltd 基板処理装置およびそれを用いた基板処理方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114525469A (zh) * 2022-02-18 2022-05-24 重庆诺奖二维材料研究院有限公司 一种卷对卷真空镀膜机的控制系统及控制方法

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