KR20150033858A - Apparatus for Coating Flexible Sheet - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 증착 장치에 관한 것으로, 상세하게는 가요성 피처리물에 소정 물질을 증착하는 가요성 피처리물 증착 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
투명성 도전 박막은 LCD, OLED, LED, 광 소자, 태양 전지, 터치 패널 등의 투명 전극으로 사용되는데, 이러한 투명성 도전 박막은 가시 광선 영역의 빛을 투과시켜 사람의 눈에 투명하게 보이면서도 전기 전도도가 좋다.Transparency The conductive thin film is used as a transparent electrode such as LCD, OLED, LED, optical device, solar cell, and touch panel. Such a transparent conductive thin film transmits light in the visible light region, good.
투명성 도전 박막은 일반적으로 인듐 산화물(Indium Tin Oxide:ITO, Indium Zinc Oxide:IZO), 주석 산화물(Tin Oxide:SnO), 알루미늄 도핑된 산화아연(aluminum-doped zinc oxide:AZO) 등을 타켓 재료로 사용하며, 마그네트론 스퍼터링 방식으로 코팅하여 제조한다.Transparency The conductive thin film is generally made of a material such as indium tin oxide (ITO), tin oxide (SnO), aluminum-doped zinc oxide (AZO) And is coated by magnetron sputtering method.
일반적으로 스퍼터링 방식을 적용하여 산화물 도전 박막을 코팅할 경우, PECVD 방식에 비해 증착 속도가 매우 낮기 때문에 양산용 공정에서는 인라인 형태의 장비에 다수의 스퍼터 캐소드를 장착하여 낮은 증착률을 가진 물질의 박막화 공정을 수행하여 왔다. 그러나 대량 생산 및 제조 단가의 저가화를 겨냥하여 기판 형태가 유리와 같은 판형 재질에서 폴리머 재질로 변화됨에 따라 장비 형태도 인라인 형태에서 롤투롤 형태로 변화가 이루어지고 있으며, 롤투롤 장비의 경우 인라인 장비와 같이 캐소드 수만 늘려서 공정 문제를 해결하기에는 설비의 규모가 커지는 문제와 기판에 가해지는 열 충격 문제 등의 부가적 어려움이 있다.In general, when the oxide conductive thin film is coated by applying the sputtering method, the deposition rate is very low as compared with the PECVD method. Therefore, in the mass production process, a plurality of sputter cathodes are installed in the inline type equipment to thin the material having a low deposition rate . However, as the substrate type is changed from a plate type material such as glass to a polymer material in order to reduce the mass production and manufacturing cost, the equipment type is changed from the inline type to the roll to roll type. In the case of the roll to roll type equipment, There are additional difficulties in solving the process problems by increasing the number of cathodes as well as the problem of the scale of the equipment being increased and the thermal shocks applied to the substrates.
그럼에도 불구하고, 휴대폰이나 게임기 등의 정보 전자기기에 적용되는 최근의 전자 소자들은 얇고 가벼우며 충격에도 강하게 만들어야 하기 때문에, 예를들어 PET 필름과 같은 폴리머 기판 위에 투명성 도전 박막을 적층하는 박막 공정의 요구가 증가하고 있다. 터치패널 분야도 이 중 하나라 할 수 있다.Nevertheless, recent electronic devices applied to information electronic devices such as mobile phones and game machines are required to be thin, light and strong against impact, so that there is a need for a thin film process for laminating a transparent conductive thin film on a polymer substrate such as a PET film Is increasing. Touch panel is one of these.
그러나, PECVD 공정이 아무리 높은 증착률을 가진다고 하더라도 PET 필름과 같은 폴리머 필름은 200℃ 이상에서 공정을 진행하기가 어렵기 때문에, 400 ℃ 근처에서 공정을 수행해야 하는 PECVD 공정을 적용할 수 없다. 따라서 상온 증착이 가능하며, 스퍼터링 공정보다 증착률이 높은 새로운 박막 증착 공정을 찾아야만 한다.
However, even if the PECVD process has a high deposition rate, it is difficult to process the polymer film such as the PET film at a temperature of 200 ° C or higher, so that the PECVD process requiring the process at about 400 ° C can not be applied. Therefore, it is necessary to find a new thin film deposition process that can deposit at room temperature and have a higher deposition rate than the sputtering process.
본 발명은 폴리머 필름 위에 산화물 박막을 형성하는데 따른 증착률과 공정 온도 등의 어려움을 해결하기 위한 것으로, 기판에 가해지는 온도를 낮출 수 있어, 폴리머 필름과 같은 가요성 필름에도 낮은 증착 온도와 높은 증착율을 가지고 산화물 박막을 형성할 수 있는, 가요성 피처리물 증착 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
The present invention is to solve the difficulties of deposition rate and process temperature due to the formation of an oxide thin film on a polymer film, and it is possible to lower the temperature applied to the substrate, so that even a flexible film such as a polymer film has a low deposition temperature and a high deposition rate Which is capable of forming an oxide thin film on the substrate.
이러한 목적을 달성하기 위한 가요성 피처리물 증착 장치는 공정 챔버, 드럼, 이온 소스, 원료 공급부를 포함한다.To achieve this object, a flexible object-to-be-processed apparatus includes a process chamber, a drum, an ion source, and a material supply unit.
드럼은 공정 챔버 내에 구비되고 내부에 냉매가 주입되기 때문에, 회전하면서 가요성 피처리물을 냉각 상태에서 일정 방향으로 이동시킨다.Since the drum is provided in the process chamber and the refrigerant is injected into the inside of the process chamber, the flexible object moves in the cooling direction in a predetermined direction while rotating.
이온 소스는 공정 챔버 내에 드럼과 대향하여 구비되고, 가요성 피처리물의 일면에 소정의 적층물을 적층한다.The ion source is provided in the process chamber so as to face the drum, and a predetermined laminate is laminated on one surface of the flexible object to be processed.
이온 소스는 자기장부, 전극, 절연 고정부를 포함한다. The ion source includes a magnetic circuit, an electrode, and an insulating fixing portion.
자기장부는 가요성 피처리물을 향하는 일측은 개방되고 타측은 폐쇄된다. 자기장부의 개방 일측에는 다수의 자극이 교대로 이격 배치되고, 폐쇄 타측은 자심으로 연결되어 개방 일측에서 플라즈마 전자의 가속 폐 루프를 형성하여 플라즈마 이온 밀도를 증폭시키는 역할을 한다. 전극은 자기장부의 가속 폐 루프의 하부에 자기장부와 이격 배치된다.The magnetic field portion is opened at one side facing the flexible object to be processed and the other side is closed. A plurality of magnetic poles are alternately arranged on the opening side of the magnetic circuit, and the other side of the magnetic circuit is connected with a magnetic core to form an accelerated closed loop of the plasma electrons on the opening side to amplify the plasma ion density. The electrodes are spaced apart from the magnetic book at the bottom of the accelerator closed loop of the magnetic book.
절연 고정부는 적어도 가속 폐 루프의 공간을 제외한 자기장부의 내부면과 전극의 외부면 사이에 충진되어, 전극을 자기장부에 내장 고정한다.The insulating fixing portion is filled at least between the inner surface of the magnetic circuit and the outer surface of the electrode except for the space of the accelerator closed loop to fix the electrode in the magnetic circuit.
이러한 구성을 갖는 이온 소스는 전구체(percursor)로부터 적층물용 플라즈마 이온을 생성하여 가요성 피처리물로 공급한다.An ion source having such a configuration generates plasma ions for a laminate from a percursor and supplies it to the flexible object to be processed.
원료 공급부는 이온 소스에 적층물의 전구체를 공급한다.
The raw material supply unit supplies a precursor of the laminate to the ion source.
가요성 피처리물 증착 장치에서, 이온 소스의 절연 고정부는 개방 일측을 향하는 단부면에 함몰부를 가질 수 있다. 함몰부는 가장자리에서 중심으로 돌출하는 돌출부를 가질 수 있다.
In the flexible object-to-be-processed vapor deposition apparatus, the insulating fixing portion of the ion source may have a depression on the end face facing the opening side. The depression may have a protrusion protruding from the edge to the center.
가요성 피처리물 증착 장치에서, 이온 소스의 자극은 전구체 유입구, 전구체 채널, 전구체 확산 슬릿으로 구성될 수 있다. In the flexible object-to-be-processed vapor deposition apparatus, the magnetic pole of the ion source may consist of a precursor inlet, a precursor channel, and a precursor diffusion slit.
전구체 유입구는 전구체가 유입되는 곳으로, 튜브 형태로 구성할 수 있다.The precursor inlet is where the precursor enters and can be configured in the form of a tube.
전구체 채널은 전구체 유입구에 연통되고, 자극의 내부에 길이 방향을 따라 길게 형성된다.The precursor channel is in communication with the precursor inlet and is formed long along the longitudinal direction inside the magnetic pole.
전구체 확산 슬릿은 전구체 채널에 연통되고, 가속 폐 루프의 방향으로 연통되어, 전구체를 가속 폐 루프의 방향으로 확산시킨다.
The precursor diffusion slit communicates with the precursor channel and communicates in the direction of the accelerator closed loop to diffuse the precursor in the direction of the accelerator closed loop.
가요성 피처리물 증착 장치에서, 원료 공급부는 원료 용기, 기화부, MFC(Mass Flow Controller)를 포함한다.In the flexible object-to-be-processed vapor deposition apparatus, the material supply portion includes a raw material container, a vaporizing portion, and an MFC (Mass Flow Controller).
원료 용기는 액체 원료를 보관한다.The raw material container stores the liquid raw material.
기화부는 원료 용기를 가열 또는 초음파 진동을 적용하여, 액체 원료로부터 전구체를 형성한다.The vaporization part forms a precursor from the liquid raw material by heating or applying ultrasonic vibration to the raw material container.
MFC는 이온 소스로 공급하는 전구체의 양을 조절한다.
The MFC controls the amount of precursor supplied to the ion source.
가요성 피처리물 증착 장치에서, 가요성 피처리물은 폴리머 필름이고, 적층물은 TiO2 , SiO2, 또는 Al2O3 이며, 그리고 액체 원료는 TiCl4, TMDSO(tetramethyldisiloxane), 또는 TMAL(trimthylaluminum)일 수 있다.
In the flexible material processing apparatus, the flexible object to be processed is a polymer film, and the laminate is TiO 2 , SiO 2 , or Al 2 O 3 , and the liquid raw material is TiCl 4 , TMDSO (tetramethyldisiloxane), or TMAL trimethylanilinium).
가요성 피처리물 증착 장치에서, 원료 공급부의 다른 예는 가스 원료를 보관하는 원료 용기와 이온 소스로 공급하는 가스 원료의 양을 조절하는 MFC로 구성할 수 있다. 이 경우, 가요성 피처리물은 폴리머 필름이고, 적층물은 DLC(diamond like carbon)이며, 가스 원료는 메탄 가스일 수 있다.
In the flexible object-to-be-processed vapor deposition apparatus, another example of the raw material supplying section may be constituted of a raw material container for storing the raw material gas and an MFC for regulating the amount of the gas raw material supplied to the ion source. In this case, the flexible object to be processed is a polymer film, the laminate is diamond like carbon (DLC), and the gas raw material may be methane gas.
가요성 피처리물 증착 장치에서, 가요성 피처리물은 폴리머 필름이고, 적층물은 Nb2O5, Ta2O3, TiO2 중 하나와 SiO2 를 쌍으로 하는 다층 구조일 수 있다.
In the flexible object-to-be-processed apparatus, the flexible object to be processed is a polymer film, and the laminate may have a multi-layer structure in which one of Nb 2 O 5 , Ta 2 O 3 and TiO 2 is paired with SiO 2 .
가요성 피처리물 증착 장치에서, 이온 소스는 플라즈마 전자의 가속 폐 루프를 다중으로 형성할 수 있다.
In the flexible object-to-be-processed vapor deposition apparatus, the ion source can form multiple accelerated closed loops of plasma electrons.
가요성 피처리물 증착 장치에서, 이온 소스는 적층물의 두께, 종류, 적층 순서에 따라 다수를 구비할 수 있다.
In the flexible object-to-be-processed vapor deposition apparatus, the ion source may have a plurality of ion sources in accordance with the thickness, kind, and stacking order of the laminate.
이러한 구성을 갖는 가요성 피처리물 증착 장치에 의하면, 낮은 온도에서 증착 공정을 수행할 수 있어, 용융점이 낮은 폴리머 필름 등의 가요성 필름에도 기재를 손상시키지 않으면서 원하는 적층물을 적층할 수 있다.According to the flexible object vapor deposition apparatus having such a configuration, the vapor deposition process can be performed at a low temperature, and a desired laminate can be laminated to a flexible film such as a polymer film having a low melting point without damaging the substrate .
가요성 피처리물 증착 장치는, 이온 소스 자체에서 생성되는 식각 오염물을 최소화할 수 있고, 이로 인해 이온 소스의 전극이나 자극에 식각 오염물이 증착되는 것을 막을 수 있다. 이를 통해, 원하는 물질만 증착되어야 하는 폴리머 필름에 오염물이 증착되는 것을 차단할 수 있다.The flexible object-to-be-processed vapor deposition apparatus can minimize etch contaminants generated in the ion source itself, thereby preventing deposition of etch contaminants on the electrode or magnetic pole of the ion source. This can prevent deposition of contaminants on the polymer film, which only the desired material needs to be deposited.
가요성 피처리물 증착 장치는, 절연 고정부에 의해 전극이 자기장부 내에 고정되어 있어, 전극과 자극 사이의 간격을 일정하게 유지시키는 별도 장치를 필요로 하지 않아 구조가 간단하다. 여기서, 절연 고정부는 전구체를 이온화하는 과정에서 적용되는 이온 소스의 내부에 구비된다.The flexible object-to-be-processed vapor deposition apparatus is simple in structure since the electrode is fixed in the magnetic holding portion by the insulating fixing portion, and a separate device for keeping the interval between the electrode and the magnetic pole constant is not required. Here, the insulating fixing part is provided inside the ion source applied in the process of ionizing the precursor.
가요성 피처리물 증착 장치는, 절연 고정부의 함몰부나 돌출부에 의해 단락이나 아크의 발생을 크게 낮출 수 있다.
The flexible object-to-be-processed vapor deposition apparatus can greatly reduce the occurrence of short-circuit and arc by depressed portions and protruding portions of the insulating fixing portion.
도 1a는 본 발명의 일실시예에 따른 가요성 피처리물 증착 장치의 구성도이다.
도 1b는 도 1a의 송출 롤, 권취 롤, 가이드 롤, 드럼 및 이온 소스의 배치를 보여주는 사시도이다.
도 1c는 도 1a의 이온 소스와 원료 공급부를 보여주는 단면도이다.
도 2a,2b는 가요성 피처리물 증착 장치의 다른 실시예들을 보여주고 있다.
도 3은 가요성 피처리물 증착 장치에 사용되는 다중 루프 이온 소스를 예시하고 있다.FIG. 1A is a configuration diagram of a flexible object-to-be-processed vapor deposition apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG.
1B is a perspective view showing the arrangement of the delivery roll, the winding roll, the guide roll, the drum and the ion source in FIG. 1A.
1C is a cross-sectional view showing the ion source and the raw material supplying portion of FIG. 1A.
FIGS. 2A and 2B show other embodiments of the flexible object-to-be-processed apparatus.
Fig. 3 illustrates a multi-loop ion source used in a flexible object-to-be-processed apparatus.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1a는 본 발명의 일실시예에 따른 가요성 피처리물 증착 장치의 구성도이다.FIG. 1A is a configuration diagram of a flexible object-to-be-processed vapor deposition apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG.
도 1a에 도시한 바와 같이, 가요성 피처리물 증착 장치는 공정 챔버(100), 송출 롤(210), 권취 롤(220), 가이드 롤(230a, 230b), 드럼(300), 이온 소스(400), 전원부(450), 원료 공급부(500) 등을 포함하여 구성된다.1A, the flexible object to be processed is provided with a
공정 챔버(100)는 가요성 피처리물, 예를들어 폴리머 필름(250) 상에 박막을 증착하기 위한 밀폐 공간을 제공한다. 공정 챔버(100)의 일측에는 진공 펌프(110)가 결합되는데, 진공 펌프(110)는 내부 가스를 배출하면서 내부 공간을 소정의 공정 압력으로 유지한다. The
공정 챔버(100)에는 공정에 따라 비반응 가스나 반응 가스가 주입된다. 비반응 가스로는 Ar, Ne, He, Xe 등이 있고, 반응 가스로는 N2, O2, CH4, CF4 등이 있다. 경우에 따라서는 비반응 가스와 반응 가스를 혼합하여 사용할 수도 있는데, 예를들어 폴리머 필름(250)에 산화물층을 증착하는 경우에는 아르곤 가스 외에 산소 가스를 주입할 수 있다.
In the
송출 롤(210)은 폴리머 필름(250)을 공급하는 롤로서, 회전하면서 드럼(300)으로 폴리머 필름(250)을 공급한다.The
권취 롤(220)은 폴리머 필름(250)을 회수하는 롤로서, 회전하면서 드럼(300)으로부터 증착이 완료된 폴리머 필름(250)을 받아 감는다.The take-
가이드 롤(230a, 230b)은 송출 롤(210)로부터 공급되는 폴리머 필름(250)을 드럼(300)으로 안내하고, 드럼(300)에서 박막 증착된 폴리머 필름(250)을 권취 롤(220)로 안내한다. 가이드 롤(230a, 230b)은 다수를 구비할 수 있다.The guide rolls 230a and 230b guide the
드럼(300)은 폴리머 필름(250)의 일면과 면접촉하면서 폴리머 필름(250)을 일 방향으로 이동시킨다. 드럼(300)은 그 내부에 냉각수가 흐르는 냉각 수로를 구비할 수 있고, 이를 통해 면접촉하는 폴리머 필름(250)을 냉각시킬 수 있다.
The
이온 소스(400)는 드럼(300)과 대향하여 구비되고, 폴리머 필름(250)의 일면에 소정의 박막을 증착한다.The
이온 소스(400)는 그 내부에 설치된 자석의 자기장과 전극의 전기장에 의해 자극 사이에서 원 또는 타원의 폐 루프를 형성하며, 폐 루프에는 전자가 빠른 속도로 이동하면서 전구체와 같은 내부 가스와 충돌하고, 그 결과 내부 가스로부터 플라즈마 이온이 생성된다. 전극 근처의 높은 전위차는 내부 가스로부터 플라즈마 전자를 생성시키고, 자기장과 전기장은 폐 루프 공간에서 플라즈마를 활성화시킨다. 플라즈마 전자를 포함하는 플라즈마 내의 음 전하는 폐 루프를 따라 사이클로트론 운동을 하고, 플라즈마 이온을 포함하는 양 전하는 전기장에 의해 폴리머 필름(250) 방향으로 튕겨 나간다. 플라즈마 이온 등의 양 전하는 에너지를 가지고 폴리머 필름(250)으로 이동하여 박막 형태로 쌓여 진다. 이와 같이, 이온 소스(400)는 그 개방부 근처에서 전구체와 같은 내부 가스로부터 플라즈마 이온을 생성한 후 양이온을 공정 챔버 내로 반사시켜 돌려 보내는 방식이어서, 전극 내벽의 식각이나 불순물 오염에 따른 공정 불량을 낮출 수 있다.The
이온 소스(400)는 폴리머 필름(250)에 박막을 증착하는 것 외에, 에너지를 주입하는 용도로 사용되기도 하고, 폴리머 필름(250)에 박막을 증착하기 전에 폴리머 필름(250)의 표면을 개질하거나, 또는 박막을 증착한 후의 후처리를 위해서도 사용될 수 있다.
The
원료 공급부(500)는 원료 용기(510), 기화부(520), MFC(530)를 포함하여 구성될 수 있다. The raw
원료 용기(510)는 액체 원료를 보관한다. 액체 원료는 TiCl4, TMDSO(tetramethyldisiloxane), TMAL(trimthylaluminum) 등일 수 있다.The
기화부(520)는 원료 용기(510)를 가열하거나 초음파 진동을 적용할 수 있는데, 이를 통해 원료 용기(510) 내의 액체 원료로부터 전구체를 형성한다. 여기서, 전구체는 이온화되기 전의 물질, 즉 Ti, Si, Al 등의 물질일 수 있으며, 전구체 Ti, Si, Al의 가스는 각각 TiCl4, TMDSO(tetramethyldisiloxane), TMAL(trimthylaluminum)의 액체로 부터 생성된다.The
MFC(530)는 이온 소스(400) 내로 공급되는 전구체의 양을 조절한다.
The
원료 공급부(500)는 액체가 아닌 가스인 원료를 사용할 수 있는데, 이 경우에는 원료 용기(510)와 MFC(530)만으로 구성될 수 있다. 가스 원료로는 메탄 가스를 사용할 수 있고, 이 경우 폴리머 필름(250)에 증착되는 증착물은 탄소, 즉 예를들어 DLC(diamond like carbon)일 수 있다.
The raw
도 1b는 도 1a의 송출 롤, 권취 롤, 가이드 롤, 드럼 및 이온 소스의 배치를 보여주는 사시도이다.1B is a perspective view showing the arrangement of the delivery roll, the winding roll, the guide roll, the drum and the ion source in FIG. 1A.
도 1b에 도시한 바와 같이, 폴리머 필름(250)은 박막 스트립 타입으로, 그 폭이 1.5m 정도인 것도 있다. 그 결과, 송출 롤(210), 권취 롤(220), 가이드 롤(230a, 230b), 드럼(300) 및 이온 소스(400)는 그 길이가 적어도 1.5m 이상인 장방형으로 구성된다.
As shown in FIG. 1B, the
도 1c는 도 1a의 이온 소스와 원료 공급부를 보여주는 단면도이다.1C is a cross-sectional view showing the ion source and the raw material supplying portion of FIG. 1A.
도 1c에 도시한 바와 같이, 이온 소스(400)는 자기장부(411,413a,413b,415), 전극(423), 절연 고정부(431)를 포함한다.1C, the
자기장부는 자석(411), 자극(413a,413b), 자심(415) 등으로 구성되어, 내부에 원형 또는 타원형의 폐 루프 공간을 형성한다. 자기장부가 형성하는 폐 루프 공간은 자극(413a,413b) 방향으로는 개방되고, 자심(415) 방향으로 폐쇄된다.The magnetic field portion is composed of the
자석(411)은 자극(413a)과 자심(415) 사이에 배치된다. 자석(411)은 영구자석 또는 전자석으로 구성한다. 이 경우, 외측 자극(413b)은 자석부(411)의 하단에서 자심(415)으로 연결된다.The
자극(413a,413b)은 소정 간격 이격 배치된다. 자극(413a,413b)은 폐 루프를 경계로 N극과 S극이 교대로 배치된다. 예를들어, 중앙 자극(413a)을 N극으로, 외측 자극(413b)을 S극으로 하는 경우, 중앙 자극(413a)에 연결되는 자석(411)의 상단은 N극이고, 자석(411)의 하단은 S극이다. 외측 자극(413b)은 자심(415)를 통해 자석(411)의 하단인 S극에 자기 결합되어 S극을 띄게 된다.The
자심(415)은 자석(411)의 하단과 외측 자극(413b)을 자기 결합하는 것으로, 자석(411)의 하단인 S극의 자기력선이 통과하는 통로이며, 투자율이 높은 물질로 구성된다. 자심(415)은 외측 자극(413b)과 연결되어 외측 자극(413b)이 S극을 띄게 하며, 아울러 자석(411)의 하단인 S극의 자기력선이 상단인 N극의 자기력선에 영향을 미치지 않도록, 즉 자석(411) 자체에 의한 자기 영향을 최소화한다.
The
자극(413b)은 이온 소스(400)로 전구체를 공급하기 위한 전구체 주입부를 구비한다. 전구체 주입부는 전구체 유입구(GT), 전구체 채널(GC), 전구체 확산 슬릿(GS) 등으로 구성된다.The
전구체 유입구(GT)는 외부로부터 전구체를 공급받는 통로이다.The precursor inlet (GT) is a passage through which a precursor is supplied from the outside.
전구체 채널(GC)은 전구체 유입구(GT)에 연결되고, 자극(413b)의 길이 방향을 따라 그 내부에 소정 공간을 형성한다. 전구체 채널(GC)은 전구체 유입구(GT)로부터 유입되는 전구체를 자극(413b)의 길이 방향으로 분산시킨다. The precursor channel GC is connected to the precursor inlet GT and forms a predetermined space therein along the longitudinal direction of the
전구체 확산 슬릿(GS)은 전구체 채널(GC) 및 폐 루프 공간과 연통되고, 자극(413b)의 길이 방향을 따라 폐 루프 방향으로 절결/개방되는 슬릿 형태로 구성된다.The precursor diffusion slit GS is formed in a slit shape communicating with the precursor channel GC and the closed loop space and being cut out / opened in the closed loop direction along the longitudinal direction of the
이러한 구성을 갖는 전구체 주입부는, 전구체 유입구(GT)를 통해 전구체가 유입되면, 전구체 채널(GC)이 자극(413b)의 길이 방향으로 고르게 분산시키고, 이어서 전구체 확산 슬릿(GS)이 전구체를 폐 루프 방향으로 확산 분출시킨다.
When the precursor is introduced through the precursor inlet GT, the precursor injecting unit having such a configuration diffuses the precursor channel GC evenly in the longitudinal direction of the
전극(423)은 자극(413a,413b)의 사이 공간, 즉 폐 루프 공간의 하부에 구비된다. 전극(423)에는 전원(V)이 연결되며, 전원(V)은 AC 또는 DC의 고전압이다.The
전극(423)에 고전압이 인가되면, 전극(423)에는 열이 발생한다. 따라서, 열을 식히기 위해, 전극(423) 내에는 전극을 가공하여 만든 냉각 튜브(CT)를 구비할 수 있다. 냉각 튜브(CT)는 전기 전도율 및 열 전도율이 우수한 금속으로 만들어지며, 냉각 튜브(CT)에는 냉각수가 흐른다.
When a high voltage is applied to the
절연 고정부(431)는 자기장부의 내부면과 전극(423)의 외부면 사이에 충진되어, 전극(423)을 자기장부의 내부에 고정한다. 이때, 절연 고정부(431)는 적어도 중앙 자극(413a)과 외측 자극(413b)의 사이 공간에는 충진되지 않는다. 또한, 자극(413a,413b)과 전극(423)이 대향하는 부분의 공간 일부에도 절연 고정부(431)가 충진되지 않는데, 이는 자기장부와 전극(423)으로 폐 루프를 형성하기 위함이다. 자기장부의 내면과 전극(423)의 외면 사이에 절연 고정부(431)를 충진할 때, 모든 공간에 충진할 수도 있고, 전극(423)과 자기장부의 고정에 영향을 미치지 않는 범위에서 일부 공간에만 충진할 수도 있다.The insulating fixing
절연 고정부(431)는 세라믹, 마이카(mica), 스테아타이트, 석영 유리, 소다 유리,납 유리, 폴리에스테르, 폴리에틸렌, 폴리스티렌, 폴리프로필렌, 폴리염화비닐, 천연 고무, 에보나이트, 부틸 고무, 클로로프렌 고무, 실리콘 고무, 에폭시 수지 니스포르말수지 니스, 불소 수지, 테플론 수지, 피크(PEEK)와 같은 엔지니어링 플라스틱 등으로 구성할 수 있다.
The insulating fixing
절연 고정부(431)는 자극(413a,413b) 방향의 단부면에 함몰부를 구비할 수 있다. 함몰부는 삼각형, 사각형, 원형, 다각형 등으로 다양하게 형성할 수 있다. 함몰부는 자극(413a,413b)과 전극(423) 사이에 위치하며, 표면 길이를 길게 하면서 일부분에 오염 방지 기능을 추가할 경우 단락을 효과적으로 방지할 수 있다. 플라즈마 이온 자체, 또는 플라즈마 전자 등에 의해 이온 소스나 공정 챔버 내의 부속 장비들이 식각되면서 생성되는 식각 오염물이 절연 고정부(431)의 단부면에 증착되면, 이들 오염 증착물로 인해 자극(413a,413b)과 전극(423)이 단락될 수 있다. 이러한 단락은 플라즈마 이온이나 식각 오염물이 함몰부 내부면 전체에 증착되어야 하는데, 증착의 특성상 함몰부 내에 플라즈마 이온이나 식각 오염물이 증착되기는 쉽지 않다. 그 결과, 절연 고정부(431)의 함몰부는 자극(413a,413b)과 전극(423)의 단락을 방지하는 효과적 수단이 될 수 있다. 나아가, 함몰부의 폭이나 깊이를 조절하면, 자극(413a,413b)과 전극(423)의 단락 방지 효과를 높일 수 있다.
The insulating fixing
절연 고정부(431)의 함몰부는 그 가장자리에서 함몰부의 중심으로 돌출되는 돌출부를 더 형성할 수 있는데, 이 경우 플라즈마 이온이나 식각 오염물이 증착되는 것을 더 어렵게 만들 수 있다.
The depression of the insulating fixing
또한, 함몰부의 개방구를 일부 폐쇄하는 커버를 더 구비할 수 있다. 커버를 더 구비하면, 커버의 하부면에는 플라즈마 이온이나 식각 오염물이 증착되기가 거의 불가능하기 때문에, 자극(413a,413b)과 전극(423)의 단락을 더욱 효과적으로 차단할 수 있다.
Further, it is possible to further include a cover for partially closing the opening of the depression. Since it is almost impossible to deposit plasma ions or etching contaminants on the lower surface of the cover, it is possible to more effectively block short-circuiting between the
도 2a,2b는 가요성 피처리물 증착 장치의 다른 실시예들을 보여주고 있다.FIGS. 2A and 2B show other embodiments of the flexible object-to-be-processed apparatus.
도 2a는 2개의 이온 소스를 구비하는 증착 장치로서, 폴리머 필름(250)에 종류가 다른 2개의 박막을 증착하는 경우, 또는 하나의 박막을 2개 층으로 증착하는 경우에 이용할 수 있다. 예를들어, 폴리머 필름(250)에 고굴절 산화막과 저굴절 산화막을 교대로 증착하는 경우에 사용할 수 있는데, 여기서 고굴절 산화막으로는 Nb2O5, Ta2O3, TiO2 등이 있고, 저굴절 산화막은 SiO2 가 있다.
FIG. 2A is a deposition apparatus having two ion sources, which can be used when two thin films of different kinds are deposited on the
도 2b는 3개 이상의 이온 소스를 구비하는 증착 장치로서, 폴리머 필름(250)에 종류가 다른 2개의 박막을 여러 쌍으로 증착하는 경우, 또는 하나의 박막을 3개 이상의 층으로 증착하는 경우에 사용할 수 있다. 예를들어, 고굴절 산화막인 Nb2O5, Ta2O3, TiO2 중에서 하나와 저굴절 산화막인 SiO2 를 쌍으로 하여 교대로 적층하는 경우가 여기에 해당할 수 있다.
FIG. 2B is a deposition apparatus having three or more ion sources. In the case of depositing two pairs of thin films of different kinds in the
이와 같이, 다수의 이온 소스를 갖는 증착 장치는 폴리머 필름(250)에 증착되는 증착물의 종류가 여럿이거나, 서로 다른 적층물을 순서에 따라 적층할 때 이용할 수 있으며, 나아가 한 종류의 증착물이라도 증착물의 두께를 두껍게 할 경우에도 이용할 수 있다.
As described above, the deposition apparatus having a plurality of ion sources can be used when a plurality of deposits are deposited on the
도 3은 가요성 피처리물 증착 장치에 사용되는 다중 루프 이온 소스를 예시하고 있다.Fig. 3 illustrates a multi-loop ion source used in a flexible object-to-be-processed apparatus.
가요성 피처리물 증착 장치의 이온 소스는 플라즈마 전자의 가속 폐 루프를 다중으로 구성할 수도 있는데, 도 3에 도시한 바와 같이, 전자기장부는 자석부(611a,611b), 자극부(613a~613c), 자심부(615) 등으로 구성되며, 내부에 2개의 원형 또는 타원형 루프 공간을 형성한다. 전자기장부가 형성하는 루프 공간은 자극부(613a~613c) 방향으로 개방되고, 자심부(615) 방향으로는 폐쇄 또는 개방된다.As shown in FIG. 3, the electromagnetic field portion includes
자석부(611a,611b)는 자극부(613a,613b)의 하단에 각각 배치되고, 영구자석 또는 전자석으로 구성된다. 예를 들어, 중앙 자석부(611a)의 상단을 N극, 하단을 S극으로 구성하여, 자기장이 자극부와 자심부에 의해 폐회로가 형성되게 한다. The
도 3의 경우, 형성되는 다중 루프 수와 자석 배열 수의 관계는 "자석 배열 수 = (2 × 루프 수) - 1"로 나타낼 수 있다. 여기서, 자석 배열 수와 루프 수는 1, 2, 3, .... 의 자연수이다.In the case of Fig. 3, the relationship between the number of multi-loops to be formed and the number of magnet arrays can be expressed as "number of magnet arrays = (2 x number of loops) -1 ". Here, the number of magnetic arrays and the number of loops are natural numbers of 1, 2, 3, ....
자극부(613a~613c)는 기판 방향으로 소정 간격 이격되어 배치된다. 자극부(613a~613c)는 루프를 사이에 두고 N극과 S극이 교대로 배치된다. 예를들어, 중앙의 자극부(613a)를 N극으로 하면, 인접 자극부(613b)는 S극, 그리고 가장자리 자극부(613c)는 자심부(615)에 의해 N극으로 된다. 이 경우, 중앙 자극부(613a)의 하단은 자석부(611a)의 상단 N극에 결합되고, 인접 자극부(613b)의 하단은 자석부(611b)의 상단 S극에 각각 결합된다.
The
자심부(615)는 전체 자석부(611a,611b)의 하단과 가장자리 자극부(613c)를 연결하여 전체 자기장의 통로가 되게 하며, 이로 인해 가장자리 자극부(613c)가 S극을 띄게 된다.
The
전극(623a,623b)은 자극부(613a~613c) 사이의 루프 공간의 하부에 구비된다. 전극(623a,623b)에는 전원(V11,V12)이 공급되고, 전원(V11,V12)은 동일 전압 또는 다른 전압일 수 있다.
절연 고정부(633a,633b)는 자기장부의 내부면과 전극(623a,623b)의 외부면 사이에 충진되어, 전극(623a,623b)을 자기장부의 내부에 고정한다. 이하, 절연 고정부(633a,633b)에 대한 자세한 설명은 도1a의 절연 고정부(431)의 설명으로 갈음한다.
The insulating
이상 본 발명을 여러 실시예에 기초하여 설명하였으나, 이는 본 발명을 예증하기 위한 것이다. 통상의 기술자라면, 위 실시예에 기초하여 본 발명의 기술사상을 다양하게 변형하거나 수정할 수 있을 것이다. 그러나, 그러한 변형이나 수정은 아래의 특허청구범위에 포함되는 것으로 해석될 수 있다.
Although the present invention has been described based on various embodiments, it is intended to exemplify the present invention. Those skilled in the art will recognize that the technical idea of the present invention can be variously modified or modified based on the above embodiments. However, such variations and modifications may be construed to be included in the following claims.
100 : 공정 챔버 110 : 진공 펌프
210 : 송출 롤 220 : 권취 롤
230a,230b : 가이드 롤 250 : 폴리머 필름
300 : 드럼 400, 401~450 : 이온 소스
500 : 원료 공급부 510 : 원료 용기
520 : 기화부 530 : MFC
100: process chamber 110: vacuum pump
210: feed roll 220: winding roll
230a, 230b: guide roll 250: polymer film
300:
500: raw material supply part 510: raw material container
520: Evaporator 530: MFC
Claims (11)
공정 챔버;
상기 공정 챔버 내에 구비되고, 회전하면서 가요성 피처리물을 일정 방향으로 이동시키는 드럼;
상기 공정 챔버 내에 상기 드럼과 대향하여 구비되고 상기 가요성 피처리물의 일면에 소정 적층물을 적층하는 이온 소스; 및
상기 이온 소스에 상기 적층물의 전구체를 공급하는 원료 공급부를 포함하고,
상기 이온 소스는, 상기 가요성 피처리물을 향하는 일측은 개방되고 타측은 폐쇄되며, 상기 개방 일측에는 다수의 자극이 교대로 이격 배치되고, 상기 폐쇄 타측은 자심으로 연결되어, 상기 개방 일측에서 플라즈마 전자의 가속 폐 루프를 형성하는 자기장부; 상기 자기장부의 상기 가속 폐 루프의 하부에 상기 자기장부와 이격 배치되는 전극; 그리고 적어도 상기 가속 폐 루프의 공간을 제외한 상기 자기장부의 내부면과 상기 전극의 외부면 사이에 충진되어, 상기 전극을 상기 자기장부에 내장 고정하는 절연 고정부를 포함하여, 상기 전구체로부터 상기 적층물용 플라즈마 이온을 생성하여 상기 가요성 피처리물로 공급하는, 가요성 피처리물 증착 장치.In the vapor deposition apparatus,
A process chamber;
A drum disposed in the process chamber and moving the flexible object in a predetermined direction while rotating;
An ion source provided in the process chamber so as to face the drum and stacking a predetermined laminate on one surface of the flexible object to be processed; And
And a raw material supply unit for supplying a precursor of the laminate to the ion source,
Wherein the ion source is arranged such that one side facing the flexible object to be processed is opened and the other side is closed, a plurality of magnetic poles are alternately arranged in a spaced apart relationship on the open side, the closed side is connected with a magnetic core, A magnetic head forming an electronically accelerated closed loop; An electrode disposed at a lower portion of the accelerating closed loop of the magnetic circuit so as to be spaced apart from the magnetic circuit; And an insulating fixing part which is filled at least between the inner surface of the magnetic circuit and the outer surface of the electrode except for the space of the accelerator closed loop to fix the electrode to the magnetic circuit internally, And generates plasma ions to be supplied to the flexible object to be processed.
상기 개방 일측을 향하는 단부면에 함몰부를 갖는, 가요성 피처리물 증착 장치.The ion source according to claim 1, wherein the insulation fixing portion of the ion source
And has a depressed portion on an end face facing the opening side.
가장자리에서 중심으로 돌출되는 돌출부를 갖는, 가요성 피처리물 증착 장치.3. The apparatus of claim 2, wherein the depression
And a projection projecting from the edge to the center.
상기 전구체가 유입하는 전구체 유입구;
상기 전구체 유입구에 연통되고, 상기 자극의 내부에 길이 방향을 따라 형성되는 전구체 채널;
상기 전구체 채널에 연통되고, 상기 가속 폐 루프의 방향으로 연통되는 전구체 확산 슬릿을 포함하는, 가요성 피처리물 증착 장치.The method of claim 1, wherein the stimulus of the ion source
A precursor inlet through which the precursor flows;
A precursor channel communicating with the precursor inlet and formed along the longitudinal direction within the magnetic pole;
And a precursor diffusion slit communicating with the precursor channel and communicating in the direction of the accelerating closed loop.
액체 원료를 보관하는 원료 용기;
상기 원료 용기를 가열 또는 초음파 진동을 적용하여, 상기 액체 원료로부터 전구체를 형성하는 기화부;
상기 이온 소스로 공급하는 상기 전구체의 양을 조절하는 MFC(Mass Flow Controller)를 포함하는, 가요성 피처리물 증착 장치.The method according to claim 1, wherein the raw material supply portion
A raw material container for storing a liquid raw material;
A vaporizer for applying a heating or ultrasonic vibration to the raw material container to form a precursor from the liquid raw material;
And an MFC (Mass Flow Controller) for controlling the amount of the precursor supplied to the ion source.
상기 가요성 피처리물은 폴리머 필름이고,
상기 적층물은 TiO2 , SiO2 ,또는 Al2O3 이고, 그리고
상기 액체 원료는 TiCl4 , TMDSO(tetramethyldisiloxane), 또는 TMAL(trimthylaluminum)인, 가요성 피처리물 증착 장치.6. The method of claim 5,
Wherein the flexible object to be processed is a polymer film,
And the laminate is TiO 2, SiO 2, or Al 2 O 3, and
Wherein the liquid raw material is TiCl 4 , TMDSO (tetramethyldisiloxane), or TMAL (trimethyaluminum).
가스 원료를 보관하는 원료 용기;
상기 이온 소스로 공급하는 상기 가스 원료의 양을 조절하는 MFC(Mass Flow Controller)를 포함하는, 가요성 피처리물 증착 장치.The method according to claim 1, wherein the raw material supply portion
A raw material container for storing the gas raw material;
And an MFC (Mass Flow Controller) for controlling the amount of the gas raw material supplied to the ion source.
상기 가요성 피처리물은 폴리머 필름이고,
상기 적층물은 DLC(diamond like carbon)이고, 그리고
상기 가스 원료는 메탄 가스인, 가요성 피처리물 증착 장치.8. The method of claim 7,
Wherein the flexible object to be processed is a polymer film,
The laminate is a diamond like carbon (DLC), and
Wherein the gas raw material is methane gas.
상기 가요성 피처리물은 폴리머 필름이고,
상기 적층물은 Nb2O5, Ta2O3, TiO2 중 하나와 SiO2 를 쌍으로 하는, 가요성 피처리물 증착 장치.The method according to claim 1,
Wherein the flexible object to be processed is a polymer film,
Wherein said laminate paired SiO 2 with one of Nb 2 O 5 , Ta 2 O 3 and TiO 2 .
상기 플라즈마 전자의 가속 폐 루프를 다중으로 형성하는, 가요성 피처리물 증착 장치.2. The apparatus of claim 1, wherein the ion source
And forms an accelerated closed loop of the plasma electron in multiple.
상기 적층물의 두께, 종류, 적층 순서에 따라 다수가 구비되는, 가요성 피처리물 증착 장치.11. The method of claim 1 or 10, wherein the ion source
Wherein a plurality of layers are provided according to the thickness, type, and stacking order of the laminate.
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