KR20120122820A - 균일한 코팅이 가능한 코팅 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 피코팅체에 균일한 코팅층의 형성이 가능한 코팅 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 피코팅체의 형상 변화에 따라 타겟홀더가 자동적으로 이동하여 피코팅체와 타겟간의 거리가 일정하게 유지되는 것이 가능하여 균일한 코팅층을 형성시킬 수 있는 코팅 장치에 관한 것이다.
본 발명은 진공 공간내에서 방전을 통하여 피코팅체의 코팅을 구현하도록 제공되는 타겟이 구비되며, 구동수단을 매개로 상하 이동이 가능한 타겟홀더; 및 상기 구동수단과 전기적으로 연계되어 있고, 피코팅체와 타겟간의 거리측정을 매개로 피코팅체의 형상변화에 대응하여 코팅이 균일하게 되도록 상기 구동수단에 상기 거리 측정 결과를 제공하는 거리 측정계를 포함하여 구성되는 균일한 코팅이 가능한 코팅장치를 제공한다.
본 발명의 일측면에 따르면, 피코팅체의 형상이 변화하더라도 이에 대응하여 피코팅체와 타겟간의 거리가 일정하게 유지될 수 있는 코팅 장치를 제공할 수 있으며, 이를 통해, 일정한 두께의 코팅층을 피코팅체에 형성시킬 수 있다.

Description

균일한 코팅이 가능한 코팅 장치{COATING APPARATUS FOR UNIFORM COATING}

본 발명은 피코팅체에 균일한 코팅층의 형성이 가능한 코팅 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 피코팅체의 형상 변화에 따라 타겟홀더가 자동적으로 이동하여 피코팅체와 타겟간의 거리가 일정하게 유지되는 것이 가능하여 균일한 코팅층을 형성시킬 수 있는 코팅 장치에 관한 것이다.

어떤 물체에 박막을 증착하기 위한 방법으로서 스퍼터링법이 많이 사용되고 있다. 스퍼터링(sputtering)은 타겟(target)의 원자 혹은 분자의 방출과 이 방출된 원자 혹은 분자를 피코팅체에 부착시킴으로써, 피코팅체에 코팅층을 증착시키는 기술인데, 스퍼터링 공정의 가장 우수한 특성은 증착되는 물질의 이동이 화학적이거나 열적 현상에 의한 것이 아니라 물리적 현상에 의한 것이어서, 거의 모든 물질을 타겟으로 사용할 수 있다는 장점이 있다.

스퍼터링의 원리에 대해 간략히 살펴보면 다음과 같다. 대개 금속판으로 이루어지는 타겟에 아르곤 등의 불활성 원소를 부딪혀서 금속 원자 혹은 분자가 튕겨져 나오게 한 후, 이 튕겨져 나온 금속 원자 혹은 분자가 피코팅체의 표면에 증착되게 된다. 보다 상세하게는, 진공이 유지된 챔버내에서 스퍼터링 기체로 불활성 물질인 아르곤(Ar) 가스를 흘려주면서 타겟에 직류 혹은 RF(radio frequency) 전원을 인가하면, 증착하고자 하는 기판과 타겟 사이에 플라즈마(plasma)가 발생한다. 이러한 플라즈마내에는 고출력 방전전류계에 의해 아르곤 가스가 양이온으로 이온화되게 된다. 이렇게 형성되는 아르곤 양이온은 직류전류계에 의해서 음극으로 가속되어 타겟 표면에 충돌하게 되며, 이러한 완전 탄성 충돌에 의해 타겟의 원자가 타겟 표면 밖으로 튀어나오게 되고, 이 튀어나온 원자가 피코팅체에 부착되어 막으로서 형성되게 되는 것이다.

스퍼터링은 전술한 바와 같이, 타겟으로 사용되는 금속만을 피코팅체에 증착시키는 것에 한정되는 것이 아니라, 아르곤 가스와 더불어 산소 또는 질소와 같은 반응성 가스를 동시에 주입시키게 되면 타겟의 원자들과 상기 반응성 가스들이 반응함과 동시에 피코팅체에 증착하게 됨으로써, 금속산화물 또는 금속질화물 등과 같은 물질들을 증착시킬 수 있다는 장점도 있다.

최근에는 이러한 반응성 스퍼터링을 이용하여 금속체뿐만 아니라 유리, 플라스틱 등의 피코팅체에 금속화합물을 증착시키고, 이 금속화합물의 두께를 제어함으로써 다양한 색의 증착막, 즉 컬러 코팅을 구현하기도 한다.

한편, 피코팅체를 장입하고, 이 피코팅체에 코팅을 형성하기까지의 하나의 과정을 하나의 프로세스 혹은 배치(BATCH)라고도 하는데, 코팅을 행함에 있어, 하나의 프로세스가 진행되는 과정에서 피코팅체에 형성되는 코팅층의 균일성도 중요하지만, 배치와 배치간의 코팅층의 균일성도 중요하다. 즉, 배치와 배치간에는 피코팅체 혹은 타겟의 형상, 두께 또는 그 종류가 달라질 수 있으므로, 코팅층을 균일하게 형성시키기 위해서는 타겟과 피코팅체간의 거리가 일정하게 유지되어야만 한다는 것이다. 나아가, 상기 타겟과 피코팅체간의 거리는 코팅 두께에 직접적인 영향을 미칠 뿐만 아니라, 코팅층의 결정성(결정구조), 성분(조성), 표면거칠기(조도), 미세조직 등의 물성에도 직·간접적으로 영향을 미치게 되므로, 코팅시 중요하게 제어되어야 할 인자이다. 특히, 컬러 코팅은 수나노에서 수십나노미터 두께 차이로도 컬러의 변화가 발생하므로 거리의 제어는 아주 중요하다고 할 수 있다.

결국, 전술한 일반적 박막 증착이나 컬러 코팅을 위한 스퍼터링을 행함에 있어 중요시되어야 할 사항은 피코팅체에 형성되는 박막 혹은 코팅층이 그 두께가 일정하게 형성되어야 한다는 것이며, 이를 위해서는 타겟과 피코팅체간의 일정한 거리가 유지되어야만 한다. 그러나, 피코팅체의 형상이 복잡하거나, 일정 형상의 피코팅체를 스퍼터링한 후 다른 형상의 피코팅체를 스퍼터링하게 될 경우, 타겟과 피코팅체간의 거리를 일정하게 유지하기 곤란하거나, 스퍼터링시마다 타겟과 피코팅체간의 거리를 일일이 설정해 주어야 한다는 문제점이 있다. 또한, 일일이 설정해주더라도 미묘한 오차에 의해 자칫 코팅의 균일성을 잃어버릴 있기 때문에, 이러한 단점을 해결할 수 있는 기술 개발이 요구되고 있는 실정이다.

본 발명의 일측면은 거리 측정계를 통해 피코팅체와 타겟간의 거리를 측정하여 타겟홀더를 자동적으로 이동시킴으로써, 피코팅체의 형상이 변화하더라도 이에 대응하여 피코팅체와 타겟간의 거리가 일정하게 유지될 수 있는 코팅 장치를 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 다른 측면은 피코팅체의 형상이 변화하더라도 피코팅체와 타겟간의 거리가 일정하게 유지되어 피코팅체에 형성되는 코팅층의 두께가 일정하게 유지될 수 있는 코팅 장치를 제공하고자 하는 것이다.

본 발명은 진공 공간내에서 방전을 통하여 피코팅체의 코팅을 구현하도록 제공되는 타겟이 구비되며, 구동수단을 매개로 상하 이동이 가능한 타겟홀더; 및 상기 구동수단과 전기적으로 연계되어 있고, 피코팅체와 타겟간의 거리측정을 매개로 피코팅체의 형상변화에 대응하여 코팅이 균일하게 되도록 상기 구동수단에 상기 거리 측정 결과를 제공하는 거리 측정계를 포함하여 구성되는 균일한 코팅이 가능한 코팅장치를 제공한다.

상기 거리 측정계는 장치 제어부를 통하여 상기 구동수단과 연계되어 상기 피코팅체와 상기 타겟간의 거리변동에 대하여 타겟홀더와 피코팅체간 거리를 일정하게 유지하도록 구성되는 것이 바람직하다.

상기 거리 측정계는 레이저 혹은 적외선을 발신 및 수신할 수 있는 것이 바람직하다.

상기 거리 측정계는 상기 타겟홀더에 이동수단을 매개로 위치 가변토록 연계될 수 있으며, 이 때, 상기 거리 측정계는 코팅 물질에 의한 오염을 방지하기 위하여 오염방지막을 구비하는 것이 바람직하다.

상기 거리 측정계는 상기 코팅 장치의 내벽에 장착될 수 있다.

상기 거리 측정계는 코팅 장치의 상부와 연결되어 있는 쉴드에 고정되어 연계될 수 있으며, 이 때, 상기 거리 측정계는 코팅 물질에 의한 오염을 방지하기 위하여 상기 거리 측정계 내부 또는 외부에 셔터를 구비하는 것이 바람직하다.

상기 피코팅체는 반사층을 구비할 수 있다.

상기 피코팅체는 회전할 수 있으며, 상기 코팅은 컬러 코팅일 수 있다.

본 발명의 일측면에 따르면, 피코팅체의 형상이 변화하더라도 이에 대응하여 피코팅체와 타겟간의 거리가 일정하게 유지될 수 있는 코팅 장치를 제공할 수 있으며, 이를 통해, 일정한 두께의 코팅층을 피코팅체에 형성시킬 수 있다.

도 1은 피코팅체의 두께 변화에 따라 타겟과 피코팅체간의 거리가 변화되는 것을 나타내기 위한 모식도이다.
도 2는 타겟과 피코팅체의 배치 변화를 나타내는 모식도이며, (a)는 타겟과 피코팅체가 수평 형태로 배치된 형태, (b)는 타겟과 피코팅체가 수직 형태로 배치된 형태를 나타낸다.
도 3은 타겟과 피코팅체의 배치 변화에 따른 피코팅체의 회전 형태를 나타내는 모식도이며, (a)는 타겟과 피코팅체가 수평 형태로 배치된 형태일 경우, (b)는 타겟과 피코팅체가 수직 형태로 배치된 형태일 경우를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 코팅 장치의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 코팅 장치의 다른 일례를 나타내는 단면도이다.
도 6은 타겟과 피코팅체가 수직 형태로 배치된 코팅 장치를 나타내는 단면도이며, (a)는 위에서 바라본 단면도, (b)는 정면에서 바라본 단면도이다.

본 발명은 진공 공간내에서 방전을 통하여 피코팅체의 코팅을 구현하도록 제공되는 타겟이 구비되며, 구동수단을 매개로 상하 이동이 가능한 타겟홀더; 및 상기 구동수단과 전기적으로 연계되어 있고, 피코팅체와 타겟간의 거리측정을 매개로 피코팅체의 형상변화에 대응하여 코팅이 균일하게 되도록 상기 구동수단에 상기 거리 측정 결과를 제공하는 거리 측정계를 포함하여 구성되는 코팅장치에 관한 것이다.

본 발명의 코팅 장치는 앞서 설명한 바와 같이, 대개 금속판으로 이루어지는 타겟에 아르곤 등의 불활성 원소를 부딪히게 하여 금속 원자 혹은 분자가 튕겨져 나오게 한 후, 이 튕겨져 나온 금속 원자 혹은 분자가 피코팅체의 표면에 증착되게 하는 스퍼터링의 원리를 이용한 것이다. 물론, 타겟이 절연체로 이루어지는 경우에는 직류전류계에 의해 스퍼터링을 행하기 어렵기 때문에, RF 스퍼터링을 이용하는 경우가 있는데, 본 발명은 이와 같은 개념까지 포함한다. 또한, 본 발명의 코팅 장치는 스퍼터링 원리가 적용되는 진공증착 시스템 즉, 아크코팅장치, 이온플레이팅장치, 증발장치 등에 응용될 수 있다.

스퍼터링에 의한 증착 혹은 코팅이 원활하게 행하여지기 위해서는, 본 발명의 코팅 장치는 반응이 일어나게 되는 내부, 예를 들어 챔버 내부가 진공상태가 될 필요가 있다. 이는, 대기압 상태에서는 스퍼터링이 잘 진행되지 않기 때문이며, 진행이 일어나게 하기 위해서는 상당히 높은 파워(전압이나 전류)가 필요하기 때문이다. 또한, 상기와 반응이 진행되는 장치(챔버) 내부가 진공상태가 됨에 따라 불순물 혹은 불순 가스에 의해 피코팅체 또는 타겟이 오염되는 것을 방지할 수 있다. 일반적으로, 진공상태란 1×10^-3~1×10^-1torr의 압력 범위를 갖는 것을 의미하지만, 이에 국한되는 것은 아니며, 코팅 조건에 의해 변경될 수 있다. 한편, 타겟에서 방출되는 원자 혹은 분자가 피코팅체에 적층되어 코팅층을 형성하기 위해서는 내부 전계가 형성되어야 하기 때문에, 방전을 통하여 코팅층을 형성하게 된다.

도 4는 본 발명의 코팅 장치의 일례를 나타내는 단면도인데, 이하, 도 4를 참조하여 본 발명의 코팅 장치에 대해 상세히 설명한다. 다만, 도 4에 나타난 코팅 장치는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 예시일 뿐, 본 발명의 권리범위를 한정하지 않는다는 점에 유의해야 한다.

도 4에 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명의 코팅 장치(1)는 피코팅체(10)의 코팅을 구현하도록 제공되는 타겟(30)이 구비되며, 구동수단(50)을 매개로 상하 이동이 가능한 타겟홀더(40)를 포함한다. 보다 상세하게 설명하면, 코팅 장치(1)의 하부에 피코팅체(10) 를 안착 및 고정시킬 수 있는 피코팅체 홀더(20)가 구비되게 되고, 코팅을 위하여 상기 피코팅체 홀더(20) 위에 피코팅체(10)가 안착 및 고정되게 된다. 또한, 상기 피코팅체(10) 및 피코팅체 홀더(20)에 대향되도록 타겟(30)과 상기 타겟(30)을 고정시킬 수 있는 타겟홀더(40)가 구비된다. 상기 타겟(30)과 상기 피코팅체(10)은 소정의 간격을 두어 배치되는 것이 바람직한데, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 타겟 또는 피코팅체의 종류, 아르곤 가스의 유량, 상기 코팅장치에 부여되는 전력, 원하는 코팅층의 두께 등의 인자들을 고려하여 타겟과 피코팅체간의 적절한 간격을 용이하게 도출할 수 있다.

상기 타겟홀더(40)는 구동수단(50)을 매개로 상하 이동이 가능한데, 이를 통해 피코팅체(10)의 형상이 변화하게 되더라도, 원하는 두께의 코팅층이 형성되도록 타겟(30)과 피코팅체(10)의 거리를 일정하게 유지시킬 수 있다. 도 1은 피코팅체의 두께 변화에 따라 타겟과 피코팅체간의 거리가 변화되는 것을 나타내기 위한 모식도이다. 도 1에 나타난 바와 같이, 예를 들어, 목표로 하는 두께의 코팅층을 형성하기 위한 타겟(30)과 피코팅체(10)의 거리가 X인데, 최초 스퍼터링시 피코팅체(10)의 두께보다 상기 최초 스퍼터링 다음에 실시되는 스퍼터링 공정에서 피코팅체(10)의 두께가 △X만큼 증가하였다면, 타겟홀더(40)가 상측 방향으로 △X만큼 이동함으로써, 타겟(30)과 피코팅체(10)의 거리가 X로 유지되게 되어, 균일한 두께의 코팅층을 얻을 수 있는 것이다.

도 2는 타겟과 피코팅체의 배치 변화를 나타내는 모식도이며, (a)는 타겟과 피코팅체가 수평 형태로 배치된 형태, (b)는 타겟과 피코팅체가 수직 형태로 배치된 형태를 나타낸다. 도 2와 같이, 타겟과 피코팅체는 수평 형태 혹은 수직 형태로 배치될 수 있다. 타겟과 피코팅체가 수평 형태로 배치될 경우에는 타겟이 상하로 이동을 하게 되고, 수직 형태로 배치되는 경우에는 타겟이 좌우로 이동을 하게 된다. 결국, 상기 언급한 타겟홀더(40)의 '상하 이동'은 타겟과 피코팅체의 배치 형태에 따라 상하좌우 운동의 개념을 모두를 포함한다. 물론, 상측에 위치하는 타겟과 하측에 위치하는 피코팅체가 반대의 형태, 즉, 상측에 피코팅체가, 하측에 타겟이 위치하는 형태로 배치될 수도 있다.

상기 구동수단(50)은 타겟홀더(40)를 이동시킬 수 있는 구동기구(52)와 이 구동기구(52)가 이동될 수 있도록 동력을 공급하여 주는 동력공급장치(54)로 이루어지는 것이 바람직하며, 도 4에 나타나지는 않았지만, 상기 동력공급장치(54)에 전력을 공급하여 주는 전력공급장치를 포함하는 것이 바람직하다. 한편, 타겟(30)은 원형일 수도 있으나, 사각형 또는 직사각형의 형태를 가질 수도 있고, 피코팅체 또한 다양한 형태로 이루어질 수 있기 때문에, 상기 피코팅체 홀더를 회전시킴으로써, 피코팅체(10) 또한 회전시켜 상기 피코팅체에 균일한 코팅이 형성되도록 할 수 있다. 상기 피코팅체 홀더의 회전은 타겟홀더를 이동시킬 수 있는 구동수단(52)과는 또 다른 구동수단이 상기 피코팅체 홀더의 하부에 장착되고, 이 또 다른 구동수단이 회전함으로써 이루어질 수 있다.

또한, 피코팅체를 회전시킴으로써, 거리 측정을 용이하고, 정밀하게 행할 수 있다. 즉, 거리 측정계는 피코팅체가 정지된 상태로도 피코팅체와 타겟 간의 거리를 측정하기도 하지만, 피코팅체가 회전할 경우에는 아무리 복잡한 형태의 피코팅체의 경우라도, 피코팅체의 전면에 걸쳐 타겟간 거리를 측정할 수 있기 때문에, 이를 평균화하거나 데이터화하여 보다 정밀하고 용이한 코팅을 행할 수 있게 된다. 나아가, 거리측정계를 다수 보유하지 않고도 거리 측정을 정밀하게 행할 수 있어 제조비용 또한 절감시킬 수 있다.

도 3은 타겟과 피코팅체의 배치 변화에 따른 피코팅체의 회전 형태를 나타내는 모식도이며, (a)는 타겟과 피코팅체가 수평 형태로 배치된 형태일 경우, (b)는 타겟과 피코팅체가 수직 형태로 배치된 형태일 경우를 나타내는데, 도 3에 나타난 바와 같이, 수평 형태로 배치된 형태일 경우에는 피코팅체의 일면이 코팅되고, 수직 형태로 배치된 형태일 경우에는 피코팅체의 여러 면이 코팅될 수 있다.

본 발명의 코팅 장치(1)는 피코팅체(10)와 타겟(30)간의 거리를 측정할 수 있는 거리 측정계(60)를 구비하는 것이 바람직하다. 최초 스퍼터링을 실시하기 전, 상기 거리 측정계(60)를 통해 피코팅체(10)와 타겟(30)간의 거리를 측정하게 되고, 상기 최초 스퍼터링 다음에 실시되는 스퍼터링 공정에 투입되는 피코팅체에 대하여 거리를 측정함에 있어서, 이전 피코팅체와 비교하여 형상이 변화하게 되어 피코팅체(10)와 타겟(30)간의 거리가 변하게 될 경우, 일정한 거리가 유지되도록 구동수단(50)을 이동시킨다. 만약, 피코팅체의 형상이 복잡할 경우에는 상기 거리 측정계(60)가 피코팅체의 평균두께를 계산하여 상기 구동수단(50)에 신호(거리 측정 결과)를 부여하게 되고, 이 신호를 부여받은 구동장치는 일정 거리가 되도록 이동하게 될 수 있어, 복잡한 형상을 가져 평균두께가 달라질 수 있는 피코팅체에도 균일한 코팅층을 형성시킬 수 있다.

상기 거리 측정계(60)를 통해 인지된 타겟과 피코팅체 간의 거리는 그 정보가 장치 제어부(80)에 입력되게 되고, 상기 장치 제어부(80)에 입력된 정보는 구동수단(50)에 연계되어 상기 구동수단이 요구되는 거리만큼 이동을 하게 되며, 이는 자동적으로 실시될 수 있기 때문에, 일일이 거리를 조정하는 불편함을 해소할 수 있다. 물론, 사용자의 의도에 의해 직접적으로 거리를 조절할 필요가 있을 경우에는 수동적으로 구동수단을 이동시킬 수도 있다.

상기 장치제어부는 스퍼터링 파워나 시간에 따라 감소되는 타겟의 두께량에 대하여 미리 입력된 수식이나 경험에서 나온 데이터 베이스를 활용함으로써, 상기 타겟 감소분만큼의 거리를 보정하는 역할도 수행할 수 있다.

한편, 상기 거리 측정계(60)는 타겟홀더(40)와 연계된 이동수단(70)을 통해 그 위치가 변동될 수 있는데, 스퍼터링 전에는 타겟의 전면부로 위치 이동하여 피코팅체 간의 거리를 측정하고, 스퍼터링을 실시할 경우에는 코팅반응이 원활하게 진행되는데 있어 방해하지 않도록 상기 거리 측정계(60)가 타겟홀더(40)의 후면부로 이동하게 된다. 추가적으로, 상기 이동을 통해, 스퍼터링시 발생하는 코팅반응물질에 의해 상기 거리 측정계(60)가 오염되는 것을 방지할 수 있다. 상기 코팅물질에 의한 오염 방지를 위해서 상기 거리 측정계는 오염방지막을 구비하는 것이 바람직하며, 이 경우, 거리 측정계(60)의 사용 수명 시간을 연장시킬 수 있는 효과가 있다. 또한, 상기 오염방지막이 더럽혀졌을 경우에는 새로운 오염방지막으로 간단히 교체함으로써, 공정 시간이나 비용을 저감시킬 수 있다.

도 5는 본 발명의 코팅 장치의 또 다른 일례를 나타내는 단면도인데, 도 5에 나타난 바와 같이, 상기 거리 측정계(60)는 코팅 장치의 상부와 연결되어 있는 쉴드(90)에 고정되어 연계될 수 있다. 여기서 쉴드란, 타겟과 타겟홀더에서 스퍼터링이 발생하지 않고, 타겟만 스퍼터링 되도록 막아주는 역할을 하는 수단이다. 통상적으로, 타겟홀더는 타겟보다 그 길이가 길기 때문에, 스퍼터링시 코팅장치(챔버) 내부에 형성된 아르곤 이온이 타겟홀더에 부딪힘으로써 타겟홀더에서 물질이 튕겨져 나올 수 있게 되며, 이 물질들이 피코팅체나 다른 장치들에 코팅됨으로써 오염을 발생시킬 수 있게 된다. 이로 인해, 쉴드를 타겟홀더의 측면부에 구비시킴으로써, 타겟홀더의 스퍼터링이 발생하는 것을 방지하는 부품인 것이다. 상기 쉴드는 타겟홀더만이 아니라 타겟홀더와 연계되어 있는 장치들의 스퍼터링까지 막아주는 역할을 하기도 한다. 상기 쉴드(90)에 거리 측정계가 부착되는 경우에는 전술한 바와 같이 가변되지 않고, 고정적으로 부착되게 된다.

그리고, 상기 거리 측정계는 내부에 카메라 렌즈를 보호하기 위한 셔터(100)가 구비될 수 있는데, 이는 카메라 렌즈를 보호하기 위한 원리 즉, 카메라가 촬영될 경우, 셔터가 열리고, 촬영되지 않을 경우에는 셔터가 닫히는 원리를 이용한 것이다. 만일 상기 거리 측정계의 내부에 셔터를 장착하는 것이 곤란할 경우에는 도 5와 같이, 회전을 통해 가변될 수 있는 셔터(100)가 상기 거리 측정계와 거의 맞닿을 정도로 구비됨으로써, 상기 거리 측정계의 오염을 방지할 수 있다.

한편, 스퍼터링에 의해 코팅 장치(챔버) 내부의 온도가 올라가거나 쉴드 자체가 뜨거워질 수 있으므로, 상기 거리 측정계 또한 고온에 의해 무리가 갈 수 있다. 이 경우에는 거리 측정계를 쉴드와 어느 정도 거리가 있도록 장착시키거나, 거리 측정계와 쉴드에 냉각수가 흐르도록 하여 상기 문제점을 해결할 수 있다.

상기 거리 측정계는 레이저 혹은 적외선을 발신 및 수신함으로써, 타겟과 피코팅체간의 거리를 측정할 수 있으며, 상기 레이저 혹은 적외선을 발신 및 수신할 수 있는 센서(sensor)의 형태인 것이 바람직하다. 만일, 피코팅체가 상기 레이저 혹은 적외선을 잘 반사시키지 않는 물질 예를 들어, 세라믹 등과 같은 물질일 경우일 경우에는 상기 피코팅체의 상측 혹은 측면에 박막 형태의 반사층을 구비시켜 상기 레이저 혹은 적외선 잘 반사시킬 수 있도록 함으로써 거리 측정계를 통한 거리 측정이 용이하게 될 수 있으며, 상기 반사층은 거울이나 금속판 등 반사도가 높아 거리 측정계에서 발신되는 신호를 잘 반사시킬 수 있는 물질들이라면 특별히 한정되지 않는다.

도 6은 타겟과 피코팅체가 수직 형태로 배치된 코팅 장치를 나타내는 단면도이며, (a)는 위에서 바라본 단면도, (b)는 정면에서 바라본 단면도인데, 이와 같이, 상기 거리 측정계는 코팅 장치의 내벽에 장착될 수 있다. 만약, 타겟이 4개가 구비되는 경우라면, 도 5와 같이, 4개의 타겟이 각각 90°의 각을 이루도록 배치되고, 상기 타겟들의 사이에 거리 측정계가 상기 코팅 장치의 내벽에 부착되어 고정되며, 피코팅체간의 거리를 측정하게 된다.

통상의 스퍼터링 장치는 일반적으로 셔터를 구비하게 되는데, 상기 셔터는 타겟이 공기중에 노출되었을 때 표면에 존재하는 미세한 불순물과 산화막 등이 피코팅체에 직접 증착되지 않도록 타겟을 가려주고, 이 상태에서 스퍼터링을 행하여 오염물질이 타겟에서 셔터 안쪽 표면에 증착되게 하여 피코팅체는 목표로 하는 코팅층만 형성되도록 하는 역할을 한다.

따라서, 스퍼터링 공정을 행할 경우 초반에는 상기 셔텨를 타겟의 정면에 위치하도록 하여, 피코팅체의 오염되지 않은 코팅층이 형성될 수 있도록 하고, 이후, 장치 내부의 불순 기체 또는 타겟의 표면에 불순물 등이 사라지게 되면, 거리 측정계의 정면에 상기 셔터를 위치시키도록 하여, 거리 측정계의 오염을 방지할 수 있게 된다. 물론, 이 경우에는 스퍼터링 진행의 초반시에 셔터의 오염 방지를 막을 수 없다는 단점이 존재하므로, 상기 셔터는 오염방지막 혹은 그 내부에 셔터를 추가적으로 구비하는 것이 바람직하다.

상기 셔터는 연속적으로 회전이 가능할 수도 있으나 그 각각이 개별적으로 구동될 수 있으며, 일방향 회전이 아닌 이동 후, 다시 제자리로 오면서 셔터의 기능을 수행할 수도 있다.

도 6에 도시된 단면도는 타겟과 피코팅체가 수직 형태로 배치되었을 때를 나타내는 것이지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 상기 타겟과 피코팅체가 수평 형태로 배치되었을 때에는 코팅장치 상측 혹은 하측 내벽에 거리 측정계가 부착됨으로써, 상기와 같은 원리를 적용하여 코팅을 행할 수 있다.

만약, 피코팅체가 자동차와 같이 대형화되고, 복잡한 형상을 갖는 경우에는 상기 거리 측정계를 포함하는 타겟을 다수 구비하도록 하고, 상기 타겟 각각을 이동시켜 피코팅체와 타겟 각각의 거리가 일정하게 유지되도록 함으로써, 복잡하고 대형화된 피코팅체에도 균일한 코팅을 행할 수 있다.

상기 피코팅층에 형성되는 코팅층은 컬러 코팅일 수 있는데, 본 발명의 코팅 장치는 이 경우에 바람직하게 적용될 수 있다. 컬러 코팅은 반응성 가스의 주입을 통해 금속화합물을 피코팅체에 증착(코팅)시키고, 상기 코팅되는 금속화합물의 두께를 조절함으로써 그 색을 다양하게 변화시킬 수 있다. 즉, 목표로 하는 색이 정해질 경우에는 피코팅체의 형상이 어떠한 형태로 변화되더라도 피코팅체와 타겟의 거리가 일정하게 유지되어 목표로 하는 두께의 코팅층이 형성되어야만 한다. 결국, 본 발명의 코팅 장치는 피코팅체의 형상의 변화에 따라 타겟과 피코팅체간의 거리가 일정하게 유지될 수 있도록 제어가 가능하기 때문에, 보다 우수한 효과를 발현할 수 있다.

1 : 코팅 장치 10 : 피코팅체
20 : 피코팅체 홀더 30 : 타겟
40 : 타겟홀더 50 : 구동수단
52 : 구동기구 54 : 동력공급장치
60 : 거리 측정계 70 : 이동수단
80 : 장치 제어부 90 : 쉴드
100 : 셔터

Claims (11)

1. 진공 공간내에서 방전을 통하여 피코팅체의 코팅을 구현하도록 제공되는 타겟이 구비되며, 구동수단을 매개로 상하 이동이 가능한 타겟홀더; 및
   상기 구동수단과 전기적으로 연계되어 있고, 피코팅체와 타겟간의 거리측정을 매개로 피코팅체의 형상변화에 대응하여 코팅이 균일하게 되도록 상기 구동수단에 상기 거리 측정 결과를 제공하는 거리 측정계를 포함하여 구성되는 균일한 코팅이 가능한 코팅장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 거리 측정계는 장치 제어부를 통하여 상기 구동수단과 연계되어 상기 피코팅체와 상기 타겟간의 거리변동에 대하여 타겟홀더와 피코팅체간 거리를 일정하게 유지하도록 구성되는 균일한 코팅이 가능한 코팅장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 거리 측정계는 레이저 혹은 적외선을 발신 및 수신할 수 있는 균일한 코팅이 가능한 코팅장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 거리 측정계는 상기 타겟홀더에 이동수단을 매개로 위치 가변토록 연계되는 균일한 코팅이 가능한 코팅장치.
5. 제4항에 있어서, 제1항에 있어서, 상기 거리 측정계는 코팅 물질에 의한 오염을 방지하기 위하여 오염방지막을 구비하는 균일한 코팅이 가능한 코팅장치.
6. 제1항에 있어서, 상기 거리 측정계는 코팅 장치의 상부와 연결되어 있는 쉴드에 고정되어 연계되는 균일한 코팅이 가능한 코팅장치.
7. 제6항에 있어서, 상기 거리 측정계는 코팅 물질에 의한 오염을 방지하기 위하여 상기 거리 측정계 내부 또는 외부에 셔터를 구비하는 균일한 코팅이 가능한 코팅장치.
8. 제1항에 있어서, 상기 거리 측정계는 상기 코팅 장치의 내벽에 장착되는 균일한 코팅이 가능한 코팅장치.
9. 제1항에 있어서, 상기 피코팅체는 반사층을 구비하는 균일한 코팅이 가능한 코팅장치.
10. 제1항에 있어서, 상기 피코팅체는 회전하는 것을 특징으로 하는 균일한 코팅이 가능한 코팅장치.
11. 제1항에 있어서, 상기 코팅은 컬러 코팅인 것을 특징으로 하는 균일한 코팅이 가능한 코팅장치.

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