KR20200115127A - 온도 제어 롤러, 운송 장치 및 진공 장치 - Google Patents

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KR20200115127A
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gas
roller
control roller
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KR1020200026410A
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우베 베너
토마스 푼쉬
리하르트 잔
토마스 니더하우젠
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폰 아르덴네 아세트 게엠베하 운트 콤파니 카게
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Abstract

다양한 실시예에 따르면, 온도 제어 롤러(112)는, 다수의 가스 유출 개구부(112o)를 갖는 원통형 롤러 쉘(112m); 원통형 롤러 쉘(112m)로 열 에너지를 공급하고 및/또는 원통형 롤러 쉘(112m)로부터 열 에너지를 추출하도록 구성된 온도 제어 장치(1124); 회전 축을 따라 연장되도록 구성된 다수의 가스 라인(112g); 및 다수의 가스 라인(112g) 및 다수의 가스 유출 개구부(112o)를 가스 전도 방식으로 서로에 결합시키는 가스 분배 구조체(402)를 구비하며, 상기 가스 분배 구조체(402)는 다수의 가스 유출 개구부(112o)보다 낮은 구조 밀도(1041)를 갖는다.

Description

온도 제어 롤러, 운송 장치 및 진공 장치{TEMPERATURE CONTROL ROLLER, TRANSPORTING ARRANGEMENT AND VACUUM ARRANGEMENT}
본 발명은 온도 제어 롤러, 운송 장치 및 진공 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 기판의 화학적 및/또는 물리적 특성이 변경될 수 있는 방식으로 기판은 처리(프로세싱), 예를 들어 코팅될 수 있다. 기판을 코팅하기 위해, 예를 들어 화학 기상 증착(CVD) 또는 물리 기상 증착(PVD)과 같은 예를 들어 증착과 같은 다양한 코팅 프로세스가 실행될 수 있다.
일반적으로, 스트립(예를 들어 금속 스트립, 필름 스트립 또는 유리 스트립)의 형태인 가요성 기판은 연속 설비에서 프로세싱(및/또는 달리 처리)될 수 있으며, 예를 들어 필름 코팅 설비에서 코팅될 수 있다. 이러한 경우에, 스트립 기판은 예를 들어 운송 장치에 의해 프로세싱 영역을 통해 운송될 수 있다. 운송 장치는, 예를 들면 스트립 기판이 롤러로부터 롤러(또한 R2R이라고 함)까지 프로세싱되고, 스트립 기판이 제 1 기판 롤로부터 풀려지고, 코팅 영역을 통해 운송되고, 코팅 후에 다시 제 2 기판 롤 상에 권취되는 방식으로 설정될 수 있다. 이 경우, 코팅 설비는 진공 챔버를 가질 수 있어서, 스트립 기판은 진공에서 처리될 수 있다. 기판 롤은 예를 들어 진공 챔버에 공급되거나 또는 진공 챔버로부터 제거될 수 있으며, 공기가 진공 챔버에 주기적으로 도입되어 스트립 기판을 교체해야 한다.
일부 운송 장치에서, 그들 운송 롤러는 기판을 가열 및/또는 냉각시키기 위하여(보다 일반적으로 온도 제어라고 한다) 기판과 특히 상당한 열적 접촉을 제공할 필요가 있다. 열적 접촉은 예를 들어 진공의 부재의 열 전도성을 형성하기 위해서 기판과 운송 롤러 사이에 가스를 도입함으로써 개선될 수 있다. 예시로서, 기판과 운송 롤러 사이의 나머지 캐비티를 가스를 충전하고, 가스 입자(예를 들어 가스 분자)의 다중 왕복 접촉에 의해 그들 사이의 열 전달을 향상시킨다.
다양한 실시예에 따르면, 열 전달이 민감한 평형을 필요로 한다는 것이 예시 적으로 인식되어 왔다. 한편, 가스는 또한 캐비티를 충전하는 양으로 운송 롤러(예를 들어 롤러 표면)에서 균일하게 유동되어야 한다. 한편, 가스의 양은 운송 롤러(예를 들어 롤러 표면)로부터 기판이 들리지 않도록 치수를 정해야 한다.
다양한 실시예에 따르면, 코팅 프로세스 동안에 기판을 온도를 효율적으로 제어할 수 있게 하는 온도 조절 운송 롤러(또한 온도 제어 롤러라고 함)와 진공 장치가 제공된다.
예시로서, 온도 제어 롤러는 가스 분배 구조체를 가지며, 이는 가스를 운송 롤로의 표면에 보다 효과적으로 분배한다.
다양한 실시예에 따르면, 온도 제어 롤러는, 다수의 가스 출구 개구부를 갖는 원통형 롤러 쉘; 원통형 롤러 쉘에 열 에너지를 공급하고 및/또는 원통형 롤러 쉘로부터 열 에너지를 추출하도록 구성된 온도 제어 장치(예를 들어 냉각 장치); 회전 축선을 따라 연장되도록 형성된 다수의 가스 라인; 다수의 가스 라인과 다수의 가스 출구 개구부를 가스 전도 방식으로 서로 커플링시키는 가스 분배 구조체를 구비하며, 상기 가스 분배 구조체는 다수의 가스 출구 개구부보다 더 낮은 구조 밀도를 갖는다.
도 1 내지 도 3 및 도 10 내지 도 12는 각각 다양한 도면에서 다양한 실시예에 따른 운송 장치를 도시한다.
도 4 내지 도 8, 도 13a 내지 도 13c, 도 14 및 도 15는 각각 다양한 도면에서 다양한 실시예에 따른 온도 제어 롤러를 도시한다.
도 5a 내지 도 5c는 각각 개략 단면도에서 다양한 실시예에 따른 다공성 고체 본체(113)를 도시한다.
도 16a 내지 도 16c 및 도 17은 각각 다양한 도면에서 다양한 실시예에 따른 온도 제어 롤러를 도시한다.
도 18은 개략 측면도 또는 단면도에서 다양한 실시예에 따른 진공 장치를 도시한다.
다음의 상세한 설명에서, 본 설명의 일부를 형성하고 본 발명이 수행될 수 있는 특정 실시예가 예시의 목적으로 도시된 첨부 도면을 참조한다. 이와 관련하여, 예를 들어 "상부에서", "하부에서", "전방에서", "후방", "전방", "후방" 등과 같은 방향성 용어는 도시된 도면의 방향을 참조하여 설명된다. 실시예의 구성요소는 다수의 상이한 배향으로 위치될 수 있기 때문에, 방향 용어는 예시의 목적으로 작용하며 결코 제한적이지 않다. 다른 실시예들이 사용될 수 있고, 본 발명의 보호 범위를 벗어나지 않고 구조적 또는 논리적 변경이 이루어질 수 있음은 말할 필요도 없다. 달리 구체적으로 언급되지 않는 한, 본 명세서에 예시된 다양한 실시예의 특징은 서로 결합될 수 있다는 것은 말할 나위도 없다. 따라서, 다음의 상세한 설명은 제한적인 의미로 해석되어서는 안되며, 본 발명의 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의해 정의된다.
이 설명 과정에서, "연결된" 및 "커플링된"이라는 용어는 직접 연결 및 간접 연결(예를 들어 저항 및/또는 전기 전도성, 예를 들어 전기 전도성 연결) 및 직접 커플링 또는 간접 커플링 양자를 설명하는데 사용된다. 도면에서, 동일하거나 유사한 요소는 적절한 곳에서 동일한 명칭으로 제공된다.
다양한 실시예들에 따르면, 용어 "커플링된" 또는 "커플링하는"은 (예를 들어, 기계적, 정수압, 열적 및/또는 전기적) 예를 들어 직접 또는 간접, 연결 및/또는 상호작용의 의미로 이해될 수 있다. 다중의(즉, 다수의) 요소는 예를 들어 상호 작용 체인을 따라 서로 결합될 수 있으며, 상호 작용(예를 들어, 신호)이 체인을 따라 전송될 수 있다. 예를 들어, 서로 커플링된 2개의 요소는 서로 상호작용, 예를 들어 기계적, 정수압, 열적 및/또는 전기 상호작용을 교환할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, "커플링된"은 예를 들어 직접 물리적 접촉에 의한 기계적(예를 들어 물리적) 커플링의 의미로 이해될 수 있다. 커플링은 기계적 상호작용(예를 들어, 힘, 토크 등)을 전달하도록 구성될 수 있다.
개방 루프 제어는 의도적으로 시스템에 영향을 미치는 것을 의미하는 것으로 이해될 수 있다. 이 경우, 시스템의 상태는 사전정의에 따라 변경될 수 있다. 폐쇄 루프 제어는 추가로 방해되는 교란의 결과로서 시스템의 상태 변화를 갖는 개방 루프 제어를 의미하는 것으로 이해될 수 있다. 예시로서, 개방 루프 제어 장치는 피드포워드 제어 시스템을 가질 수 있고, 따라서 예시로서 입력 변수를 출력 변수로 변환하는 시퀀스 제어를 구현한다. 그러나, 제어 시스템은 또한 폐쇄 루프 제어가 구현되도록 폐쇄 루프 제어 회로의 일부일 수 있다. 순수한 피드포워드 제어와 달리, 폐쇄 루프 제어는 출력 변수에 의해 입력 변수에 지속적으로 영향을 미치며, 이 출력 변수는 폐쇄 루프 제어 회로(피드백)에 의해 발생한다. 다시 말해서, 폐쇄 루프 제어는 대안으로서 또는 개방 루프 제어 장치에 부가하여 사용될 수 있거나, 폐쇄 루프 제어는 대안으로서 또는 개방 루프 제어에 부가하여 수행될 수 있다. 폐쇄 루프 제어의 경우, 제어 변수의 실제 값(예를 들어 측정 값을 기반으로 결정)을 기준 값(설정 값 또는 사전정의 또는 사전정의된 값)과 비교하며, 제어 변수는 제어 변수의 각각의 실제 값과 기준 값으로부터의 작은 편차를 초래할 수 있는 방식으로 (액추에이터를 사용하여) 조작 변수에 의해 영향을 받을 수 있다.
다공성 본체 또는 영역은 그것이 고체 재료와 유체(예를 들어 기체 및/또는 액체) 재료의 이종 혼합물을 포함하는 것을 의미하는 것으로 이해될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 재료에 대한 용어 다공성 또는 다공도는 재료가 다수의 캐비티가 배열된 고체 매트릭스(즉, 고체 본체)를 형성하는 것을 의미하는 것으로 이해될 수 있다. 다시 말해서, 재료는 고체 응집 상태에 있는 다공성 본체 또는 다공성 영역의 분율로 이해될 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 본체 또는 영역의 다공도는 고체 매트릭스에 걸쳐 있는 캐비티 체적(캐비티 또는 캐비티 내의 유체 재료의 체적) 대 전체 체적(캐비티 체적 + 고체 재료의 체적)의 비율을 지정하는 무차원 측정 변수를 포함하는 것으로 이해될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 영역 또는 본체(예를 들어 가스 분배 구조체 또는 롤러 쉘)에 대한 다공성 또는 다공도라는 용어는 영역 또는 본체가 고체 매트릭스 및 또한 캐비티 또는 그 내의 유체 재료를 포함함을 의미하는 것으로 이해될 수 있다. 다시 말해서, 다공도는 본체 또는 영역의 유체 재료의 체적 대 영역 또는 본체의 전체 체적의 비를 나타내는 무차원 측정 변수를 포함하는 것으로 이해될 수 있다. 캐비티가 고려되기 때문에, 예시로서 다공도가 증가함에 따라 영역 또는 본체의 질량 밀도가 감소할 수 있다.
다음에 다공도는 (본체의) 외관 밀도 및 실제 밀도의 몫을 뺀 1로서 정의될 수 있다. 실제 밀도는 고체 재료 또는 고체 매트릭스의 밀도(즉, 캐비티를 제외함)를 나타내는 반면에, 외관 밀도는 캐비티 또는 내부의 유체 재료를 포함하는 본체의 체적을 나타낸다(예를 들어, 체적에 기초하여).
기공 밀도는 기공 개수 대 표면적의 비(또한 기공 영역 밀도로 지칭됨) 또는 기공 개수 대 길이의 비(또한 기공 길이 밀도 또는 기공 선형 밀도로 지칭됨)를 나타낸다. 개구부(예를 들어, 채널, 관통 개구, 기공 또는 다른 캐비티)에 대해 일반화된 물리적 변수는 구조 밀도, 예를 들어 구조 영역 밀도 또는 구조 선형 밀도이다. 인터셉트 방법과 유사하게, 구조 선형 밀도는 예를 들어 트랜섹트를 따라 캐비티들 사이의 경계의 수를 나타낼 수 있다. 고체 본체(예를 들어 층)를 또한 관통하는, 즉 가스 전도(또한 투과성이라고 함)에 기여하는 이들 개구부를 나타내는(예를 들어, 이에 기초로 하는) 물리적 변수는 가스 전도 구조 밀도라 지칭될 수 있다.
예를 들어, 고체 본체 개방 기공인 경우, 그 기공 밀도는 가스 전도 구조 밀도와 동일할 수 있다. 고체 본체가 가스 채널에 의해 천공되거나 관통되면, 천공부 또는 가스 채널의 밀도는 가스 전도 구조 밀도와 동일할 수 있다.
이들의 사이즈에 따라, 고체 본체의 개구는 기공, 가스 채널, 천공부 또는 가스 라인으로 지칭될 수 있다. 천공부는 기술적으로 생성 및/또는 규칙적으로 배열 된 관통 홀을 포함하는 것으로 이해될 수 있다. 천공부 또는 각 천공부의 정도(예를 들어 회전 축선을 따라)는 대략 1 ㎜보다 클 수 있고, 예를 들어 대략 2 ㎜보다 클 수 있으며, 예를 들어 대략 5 ㎜보다 클 수 있으며, 예를 들어 대략 10 ㎜보다 클 수 있다.
예시로서, 투과성은 고체에 대한 유체(예를 들어 액체 또는 기체에 대한)에 대한 고체 본체의 투과성을 정량화하기 위한 척도이다. 투과성은 예를 들어 Darcy의 법칙에 따라 정의될 수 있다. 고체 본체를 통한 가스 투과성(또한 투과성이라고도 함)의 물리적 단위는 예를 들어 perm(제곱미터)이다. 투과성이 없는 경우, 이를 불투과성이라고 한다.
가요성 기판은 코팅 프로세스 동안 온도 제어를 받을 수 있다. 이를 위해, 액체 냉각 롤러(또한 운송 롤러라고도 함)가 사용될 수 있으며, 그 위에 기판이 안내된다. 그러나, 기판과 롤러 표면 사이의 열 전달이 열악하기 때문에, 예시로서 온도 제어가 항상 충분하지는 않다. 열 전달의 개선은 기판과 롤러 표면 사이에 가스를 도입함으로써 달성될 수 있다.
즉, 기판은 롤러 표면과 접촉할 수 있다. 현미경으로 볼 때, 롤러 쉘과 접촉하는 기판 표면(또한 롤러 케이싱 또는 외부 케이싱으로도 지칭됨)은 롤러 표면의 거칠기에 각각 상응하는 점상 방식으로 각각 일정한 거칠기를 갖는다. 두 표면 거칠기 사이의 공간은 가스 입자로 충전된다. 이들 가스 입자는 롤러와 기판 사이의 열 전달의 일부를 수행한다. 가스 입자의 수는 가스 압력에 의해 결정된다.
온도 제어 롤러의 롤러 표면(또한 온도 제어 표면이라고도 함)은 전기 비전 도성 재료(예를 들어 세라믹)로 구성될 수 있다. 스트립 장력으로부터 야기되는 가압 압력 이외에 온도 제어 롤러 상의 기판의 가압 압력을 증가시키기 위해, 전기 전압이 온도 제어 롤러에 인가될 수 있다. 전기 절연 롤러 표면의 결과로서, 온도 제어 롤러와 기판 사이에 전위차가 제공될 수 있고, 그 결과 발생하는 정전기적 인력으로 인해 가압 압력이 증가될 수 있다. 결과적으로, 기판이 상승하지 않고 가스 압력이 상응하게 증가될 수 있으며, 이는 열 전달을 향상시킨다.
온도 제어 롤러는 이중 벽 온도 제어 롤러 본체(또한 롤러 하우징 또는 간단히 하우징이라고도 함), 예를 들어 냉각 롤러 본체를 구비할 수 있다. 미세천공된 금속 시트 쉘(예를 들어, 고급 강판)의 추가의 얇은 외부 케이싱은 상응하게 기계 가공된 하우징의 외부 케이싱 위로 수축될 수 있다. 상이한 다공성 재료를 포함하는 층의 시스템이 금속 시트 상에 배열될 수 있다. 매우 미세하게 천공된 전기 비전 도성 상부 층은 온도 제어 롤러의 노출된 종단을 형성할 수 있다.
롤러 하우징과 천공된 금속 시트 사이에 가스가 유입되면, 롤러 하우징의 특수 가공의 결과로 금속 시트 아래에 자체적으로 분포되어 층의 다공성 시스템으로 천공 슬릿(또한 슬릿이라고도 함)으로 흘러 나갈 수 있다. 층들의 다공성 시스템의 결과로서, 가스는 전체 온도 제어 표면에 걸쳐 매우 균일하게 분포되고, 최종적으로 거의 전체 표면 영역에 걸쳐 온도 제어 표면으로부터 유출된다.
(예를 들어, 이중 벽) 하우징의 외부 케이싱에는 스레드형 플루트 구조체가 제공될 수 있으며, 이는 롤러 축선을 따라 진행하는 그루브에 의해 중단된다. 플루트 및 그루브의 수 및 깊이는 특정 가스 체적이 수용될 수 있는 방식으로 치수설정될 수 있다. 그루브는 외부 케이싱의 단부 면으로부터 대응하는 보어를 통해 가스 공급원에 연결될 수 있다. 수축된 금속 시트(예를 들어, 고급 강판)에는 가스가 최종적으로 유출되는 영역에서 슬릿(예를 들어 폭 0.3 ㎜ 및 길이 7 ㎜)이 제공될 수 있다.
금속 시트가 하우징의 플루트 및 그루브를 덮기 때문에, 가스는 대응하는 중첩 슬릿을 통해서만 흐를 수 있다. 금속 시트는 상이한 다공성 층을 포함하는 층의 시스템으로 코팅될 수 있다. 하부 개방 다공성 층의 결과로서, 이 층 내의 가스의 양호한 가로 분포가 달성될 수 있다. 그 위에 놓인 비전도성 재료의 매우 낮은 다공성(또한 미세 다공성이라고도 함) 층은 압력 강하를 제공할 수 있고 및/또는 또한 가스가 많은 작은 기공으로부터 매우 균일하게 그리고 전체 표면 영역 상에서 매우 적은 양으로 온도 제어 표면을 떠나도록 할 수 있다.
선택적으로, 온도 제어 롤러의 이러한 최외측 노출 층(또한 종단 층으로도 지칭됨)은 전기 비전도성 재료로 제조될 수 있다. 이러한 종단 층 아래에 놓인 전기 전도 층에 전기 전압을 가함으로써, 필요하다면 기판에 대한 전위차가 제공될 수 있으며, 이에 의해 온도 제어 롤러와 기판 사이에 정전기적 인력이 야기될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 제공된 온도 제어 롤러는 온도 제어 롤러와 기판 사이의 열 전달을 개선하는 것을 가능하게 할 수 있다. 이러한 방식으로, 훨씬 보다 유리한 프로세스 조건이 생성될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 기판(예를 들어, 스트립 기판)은: 세라믹, 유리, 반도체(예를 들어, 비정질, 다결정 또는 단결정 반도체, 예를 들어 실리콘). 금속(예를 들어, 알루미늄, 구리, 철, 강철, 백금, 금 등), 폴리머(예를 들어, 플라스틱) 및/또는 예를 들어 복합 재료(예를 들어 탄소-섬유 강화 탄소 또는 탄소 섬유 강화 플라스틱)와 같은 다양한 재료의 혼합물을 포함하거나 이들 중 적어도 하나에 의해 형성된다. 예를 들어, 기판(예를 들어, 스트립 기판)은 플라스틱 필름, 반도체 필름, 금속 필름 및/또는 유리 필름을 포함하거나 이로 형성될 수 있고, 선택적으로 코팅될 수 있다. 대안으로서 또는 추가로, 기판은 예를 들어 섬유, 예를 들어 유리 섬유, 탄소 섬유, 금속 섬유 및/또는 예를 들어 직포, 거즈, 편물 또는 편물 또는 펠트 또는 부직포의 형태인 플라스틱 섬유를 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 기판은 롤러로부터 롤러로 (즉, 순환 와인딩 롤러들 사이에서 되감겨지는) 스트립(또한 스트립 기판으로도 지칭됨)으로서 운송될 수 있다. 스트립 기판은 예를 들어 대략 1 ㎝(예를 들어 30 ㎝) 내지 대략 500 ㎝ 범위의 폭(운송 방향으로 횡방향으로 연장됨) 또는 대략 500 ㎝ 초과의 폭(또한 기판 폭으로도 지칭됨)을 구비할 수 있다. 또한, 스트립 기판은 가요성일 수 있다. 예시로서, 스트립 기판은 롤러 상에 권취될 수 있고 및/또는 예를 들어 롤러에서 롤러로 가공될 수 있는 임의의 원하는 기판일 수 있다. 사용된 재료의 탄성에 따라서, 스트립 기판은 대략 수 마이크로미터(예를 들어 대략 1 ㎛) 내지 대략 수 밀리미터(예를 들어 대략 최대 10 ㎜)의 범위, 예를 들어 대략 0.01 ㎜ 내지 대략 3 ㎜ 정도의 재료 두께(또한 기판 두께로도 지칭됨)를 구비할 수 있다. 운송 장치의 운송 롤러는 스트립 기판이 넓은 것보다 축방향으로 더 길 수 있다.
이 설명 과정에서, 용어 "금속"은 금속을 포함하거나 금속에 의해 형성되는 것으로 이해될 수 있다. 이러한 설명의 과정에서, 금속(또한 금속성 재료로도 지칭됨)은 적어도 하나의 금속성 요소(즉, 하나 이상의 금속성 요소), 예를 들어: 구리(Cu), 철(Fe), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 은(Ag), 크롬(Cr), 백금(Pt), 금(Au), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 지르코늄(Zr), 탄탈륨(Ta), 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), 바나듐(V), 바륨(Ba), 인듐(In), 칼슘(Ca), 하프늄(Hf), 사마륨(Sm), 은(Ag) 및/또는 리튬(Li)의 요소들의 그룹으로부터 적어도 하나의 요소를 포함할 수 있다. 또한, 금속은 금속 화합물(예를 들어 금속간 화합물 또는 합금), 적어도 2개의 금속성 요소(예를 들어 요소들의 그룹으로부터)의 화합물, 예를 들어 청동 또는 황동, 또는 예를 들어 적어도 하나의 금속 요소(예를 들어, 요소의 그룹으로부터의) 및 적어도 하나의 비금속 요소(예를 들어 탄소)의 화합물, 예를 들어 강철을 포함할 수 있거나 이에 의해 형성된다.
의도된 적용 및 구성에 따라, 운송 롤러는 다양하게 설계될 수 있다. 예를 들어, 운송 롤러는 온도를 제어(예를 들어 냉각)하거나 기판 운송을 구동하기 위해 운송 경로의 (예를 들어 능동 또는 수동) 가이드 및/또는 편향으로 구성될 수 있다. 온도를 제어하기 위한 이러한 운송 롤러(또한 온도 제어 롤러로도 지칭됨), 예를 들어 냉각 롤러는 예를 들어 구동될 수 있고, 그 회전으로 인해 기판 운송이 구동될 수 있다. 온도 제어 롤러는 예를 들어 분무될 수 있는 세라믹 표면(예를 들어 스틸 롤러)을 구비할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 온도 제어 롤러(이 경우 또한 가스 온도 제어 롤러라고도 함), 예를 들어 냉각 롤러(또한 그 경우 가스 냉각 롤러라고도 함)로의 제어된 가스 공급은 온도 제어 롤러의 가스 교환 개구부에 의해 제공된다. 이러한 온도 제어 롤러는 예를 들어 금속 스트립 코팅 및/또는 필름 스트립 코팅을 위한 진공 설비에 사용될 수 있다. 온도 제어 롤러의 (예를 들어 제어된) 가스 공급에 의해, 온도 제어 롤러로부터 기판의 상승이 방지되고, 기판의 온도를 제어하기에 충분한 가스가 공급된다.
다양한 실시예들에 따르면, 온도 제어 롤러가 (예를 들어 필름 코팅 설비를 위한 프로세스 롤러로서) 제공되며, 이에 의해 가스(예를 들어 아르곤, 질소 또는 일부 다른 불활성 가스)가 온도 제어 롤러(예를 들어 프로세스 롤러)의 온도 제어 표면(또한 온도 제어 롤러(112)의 쉘 표면, 케이싱 표면 또는 원주방향 표면이라고 함)과 기판 사이에 도입될 수 있다. 이를 위해, 온도 제어 롤러의 온도 제어 표면은 방사상 가스 교환 개구부를 갖는다. 가스 교환 개구부는 서로 공동으로 연결되거나 및/또는 상호 연결된 기공의 네트워크에 의해, 예를 들어 다수의 가스 라인에 의해 가스가 공급될 수 있다. 온도 제어 롤러의 하우징에 나사결합된 연결 피스는 각각의 가스 라인에 대해 프로세스 롤러의 단부 면에 선택적으로 배치될 수 있다. 각각의 연결 피스는 예를 들어 라인 구조에 의해 연결될 수 있다.
본체의 케이싱 표면(또한 쉘 표면)은 회전 축선을 중심으로 라인의 회전에 의해 생성되는 (예를 들어 주변부) 표면을 포함하는 것으로 이해될 수 있다. 노출되고 기판에 대항하여 놓이도록 의도된 온도 제어 롤러의 최외측 케이싱 표면은 온도 제어 표면으로 지칭될 수도 있다. 온도 제어 표면에 의해, 열 에너지가 기판에 공급 및/또는 기판으로부터 추출될 수 있다.
이해를 돕기 위해, 냉각 프로세스, 즉 열 에너지 추출(열 에너지 제거라고도 함, 열 에너지를 무언가에서 벗어나 전달하는 것)을 참조한다. 그러나, 기술된 것은 가열 프로세스, 즉 열 에너지의 공급(공급 열 공급이라도 함, 열 에너지를 무언가로 전달하는 것)과 유사하게 적용될 수 있다. 냉각 및/또는 가열(예를 들어, 열 평형을 넘어서)은 또한 보다 일반적으로 온도 제어로 지칭될 수 있다.
도 1은 개략적인 사시도에서 다양한 실시예에 따른 운송 장치(100)를 도시한다.
운송 장치(100)는 (예를 들어 원통형) 롤러 쉘(112m)을 구비하는 온도 제어 롤러(112)(예를 들어 가스 냉각 롤러(112))와, 공급 장치(114)를 구비한다. 공급 장치(114) 및 온도 제어 롤러(112)는 예를 들어 서로에 공동으로 장착될 수 있거나, 또는 그 이외에 예를 들어 서로에서 분리되어 개별적으로 장착될 수 있다.
롤러 쉘(112m)은 기판 지지 표면(1604o)(또한 온도 제어 롤러(112)의 온도 제어 표면(1604o)이라고도 함)을 제공할 수 있으며, 상기 기판 지지 표면 상에 기판이 놓이도록 구성된다.
롤러 쉘(112m)(또한 롤러 케이싱 또는 외부 케이싱이라고도 함)은 다수의 가스 출구 개구부(112o)(또한 개구부(112o)라고도 함)를 구비할 수 있다. 가스 출구 개구부(112o)는 예를 들어 롤러 쉘(112m)의 외부 노출된 기판 지지 표면(1604o) 상에 랜덤하게 및/또는 불규칙적으로 배열될 수 있고 및/또는 공간적으로 분포될 수 있다. 가스 출구 개구부(112o)는 기판 지지 표면에 형성될 수 있고 및/또는 롤러 쉘(112m) 내로 연장될 수 있다.
롤러 쉘(112m)은 예를 들어 유전체(예를 들어 산화물)를 포함하거나 이에 의해 형성될 수 있다. 대안으로서 또는 추가로, 롤러 쉘(112m)은 알루미늄 및/또는 지르코늄(Zr), 예를 들어 그 산화물을 포함하거나 이에 의해 형성될 수 있다. 롤러 쉘(112m)의 산화물은 또한 다른 금속, 예를 들어 크롬(크롬 산화물), 티타늄(티타늄 산화물) 및/또는 이트륨(이트륨 산화물)의 산화물을 포함하거나 이에 의해 형성될 수 있다. 예를 들어, 롤러 쉘(112m)은 질량으로 대략 15 %(또는 그 이하)의 산화 지르코늄(ZrO2) 및 예를 들어 잔부 산화 알루미늄(Al2O3)을 포함하거나 이의 비율에 의해 형성될 수 있다.
공급 장치(114)는 연결부(114e)(예를 들어 온도 제어 액체 연결부, 예를 들어 냉각 액체 연결부) 및 제 2 연결부(124b)(예를 들어 온도 제어 가스 연결부, 예를 들어 냉각 가스 연결부)를 구비할 수 있다.
장착된 상태에서 및/또는 작동 중에, 제 1 연결부(114e)는 유체 전도(예를 들어 액체 전도성) 방식으로 냉각 액체 공급부(116)에 연결될 수 있다. 냉각 액체 공급부(116)는 예를 들어 펌프 및/또는 열 교환기를 구비할 수 있다. 대안으로서 또는 추가적으로, 냉각 액체 공급부(116)는 파이프라인(116r)을 가질 수 있으며, 파이프라인(116r)은 예를 들어 펌프를 유체 전도 방식으로 제 1 연결부(114e)에 연결한다.
장착된 상태에서 및/또는 작동 중에, 제 2 연결부(124b)는 유체 전도(예를 들어 가스 전도) 방식으로 냉각 가스 공급부에 연결될 수 있다. 냉각 가스 공급부는 예를 들어 가스 탱크, 가스 실린더 등과 같은 가스 공급원을 구비할 수 있다. 선택적으로, 냉각 가스 공급부는 파이프라인(126)을 가질 수 있으며, 파이프라인(126)은 유체 전도 방식으로 가스 공급원을 제 2 연결부(124b)에 연결하고 및/또는 예를 들어 진공 챔버 내의 가스 압력 및/또는 기판의 온도에 기초하여 개방 루프(및/또는 폐쇄 루프) 방식(예를 들어 밸브에 의해서)에서 파이프라인 내의 가스 흐름을 제어하도록 구성된다.
운송 장치(100)는 또한 샤프트(118)를 구비하며, 이 샤프트에 의해 온도 제어 롤러(112)가 (예를 들어 회전 가능하게) 장착된다. 샤프트(118)는 공급 장치(114) 내로 연장되고 및/또는 그 내에 회전 가능하게 지지될 수 있다.
장착된 상태에서 및/또는 작동 중에, 운송 장치(100)는 선택적으로 구동장치(도시되지 않음)를 가질 수 있으며, 이 구동 장치는 예를 들어 공급 장치(114)와 반대인 샤프트(118)의 측면에서 샤프트(118)에 결합된다.
운송 장치(100)는 또한 제 1 연결부(114e)를 냉각 장치(도시되지 않음)에 연결하고 및/또는 제 2 연결부(124b)를 유체 전도 방식으로 가스 출구 개구부(112o)에 연결하는 라인 구조체(120)를 구비할 수 있다.
선택적으로, 롤러 쉘(112m)의 온도 제어 표면은 전기 절연(예를 들어, 유전체) 방식으로 구성되거나, 적어도 전기 절연 재료(예를 들어, 유전체)를 포함하거나 이에 의해 형성될 수 있다. 예를 들어, 롤러 쉘(112m)은 세라믹, 예를 들어 산화 세라믹 또는 탄화 세라믹을 포함하거나 이에 의해 형성될 수 있다. 이러한 방식으로, 가스 분배 구조체(402)에 인가된 전기 전압이 기판과 단락되는 것이 방지될 수 있다. 예를 들어, 롤러 쉘(112m)의 항복 전압은 1000 볼트(V) 초과, 예를 들어 대략 2000 볼트(V) 초과, 또는 3000 볼트(V)일 수 있다.
예를 들어, 가스 분배 구조체(402)(예를 들어, 가스 분배 선체)는 하나 이상의 (예를 들어, 천공 및/또는 적층된) 층(또한 가스 분배 층으로도 지칭됨)을 포함할 수 있으며, 이들 중 각각의 층은 다수의 관통 채널을 포함한다. 하나 이상의 분배 층 각각은 예를 들어 가스 분배 구조체(402)의 서브-선체(예를 들어, 튜브형상)로서 형성될 수 있다. 관통 채널은, 예를 들어 분배 구조체(402)의 내부 측면으로부터 분배 구조체(402)의 외부 측면까지(예를 들어, 회전축에서 보았을 때) 유체 연결이 제공되도록 서로 연결될 수 있다. 하나 이상의 천공된 층은 하나 이상의 경로를 따라 유체 연결을 제공할 수 있으며, 그 각각의 경로는 하나 이상의 층 각각을 통해(예를 들어, 채널을 통해) 연장된다.
도 2는 다양한 실시예에 따른 운반 장치(200), 예를 들어 운반 장치(100)를 개략적인 단면 사시도로 도시하고, 도 3은 운반 장치(300)의 개략적인 측면 횡단면도이다(양 단면도는 운반 장치(200)의 회전 축선(111d)을 따라 취함).
운반 장치(200)는 예를 들어 열 교환기에 의해 (예를 들어 전기) 히트싱크를 제공할 수 있는 적어도 하나의 냉각 장치(1124)를 구비할 수 있다. 냉각 장치(1124) 및/또는 그 구성 부품 중 적어도 하나는 예를 들어 온도 제어 롤러(112) 내부에 배치될 수 있다. 대안으로서 또는 추가로, 상기 또는 추가 냉각 장치(1124)(및/또는 그 구성 부품 중 다른 하나)는 온도 제어 롤러(112) 외부에 배치될 수 있다.
(예를 들어 회전 대칭인) 롤러 쉘(112m) 또는 그 온도 제어 표면(1604o)은 예시로서 온도 제어 롤러(112)의 외부 노출된 표면을 제공할 수 있다.
롤러 하우징(112h)(예를 들어, 중공 실린더 형태로 제공됨)은 챔버(예를 들어 실린더 케이싱 형태로), 예를 들어 단부 벽(112s)에 의해서 폐쇄 및/또는 밀봉되는(단부 면에서 및/또는 진공 기밀 방식으로) 이중 중공 실린더를 구비할 수 있다.
냉각 장치(1124)는 롤러 하우징(112h)(롤러 메인 본체(112h) 또는 롤러 외부 튜브(112h)라고도 함)에 하나 이상의 캐비티(112v)(또한 냉각 라인(112v)으로도 지칭됨)를 구비할 수 있다.
온도 제어 롤러(112)는 하나 이상의 추가의 축방향으로 연장되는 캐비티(112g)(또한 가스 라인(112g)으로 지칭됨)를 가질 수 있으며, 이들 각각의 가스 라인(112g)은 예를 들어 이후에 구체적으로 후술하는 가스 분배 구조체에 의해 가스 출구 개구부(112o)에 유체 전도(가스 전도) 방식으로 연결된다. 다수의 가스 라인(112g)은 예를 들어 서로 평행하게 연장될 수 있고 및/또는 예를 들어 회전 축선(111d)을 둘러싸도록 서로 나란히 배치될 수 있다.
라인 구조체(120)는, 예를 들어 온도 제어 롤러(112)의 단부 면에서 하나 이상의 가스 라인(112g)과 유체 전도(가스 전도) 방식으로 연결될 수 있다. 선택적으로, 라인 구조체(120)는, 회전 축선(111d)으로부터 멀어지도록 및/또는 반경방향으로 연장되고 그리고 적어도 특정 부분에서 온도 제어 롤러(112) 외부로 작용하도록 이뤄진 다수의 파이프라인(120r)(예를 들어 호스)을 구비할 수 있다.
도 4는 (예를 들어 회전 축선(111d)을 따라 볼 때) 개략적인 단면도(400)에서 다양한 실시예에 따른 온도 제어 롤러(112)를 도시한다.
온도 제어 롤러(112)는 다수의 가스 출구 개구(112o)를 갖는 원통형(예를 들어, 중공 원통형) 롤러 쉘(112m)을 구비할 수 있다. 냉각 장치(1124)는 롤러 쉘(112m)에 또는 롤러 쉘(112m)로부터 열 에너지(또한 열이라고도 함)를 공급 및/또는 추출하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 냉각 장치(1124)는 롤러 쉘(112m)로부터 온도 제어 롤러(112) 외부로 또는 그 반대로 열을 전달하도록 구성될 수 있다.
온도 제어 롤러(112)는 또한, 회전 축선(111d)을 따라 연장되고, 예를 들어 롤러 하우징(112h)에 형성되고 및/또는 롤러 하우징(112h) 내로 연장되는 다수의 가스 라인(112g)을 구비할 수 있다.
온도 제어 롤러(112)는 또한 가스 분배 구조체(402)를 가질 수 있으며, 이 가스 분배 구조체(402)는 가스 전도 방식으로 다수의 가스 라인(112g)과 다수의 가스 출구 개구부(112o)를 서로 결합하여, 가스(412)가 가스 분배 구조체(402)를 통해 다수의 가스 출구 개구부(112o)로 유출될 수 있으며, 가스는 개구부에서 온도 제어 롤러(112)를 떠날 수 있다.
일반적으로, 가스 분배 구조체(402)는 다수의 가스 출구 개구부(112o)보다 더 낮은 구조 밀도(예를 들어, 구조 면적 밀도)를 구비할 수 있다. 다시 말해, 온도 제어 롤러(112)의 가스 채널은 반경 방향(111r)으로 점점 더 크게 분기될 수 있다.
구조 밀도는 가스 전도 캐비티를 나타낼 수 있다(예를 들어, 기초할 수 있다). 예를 들어, 가스 분배 구조체(402)는 롤러 쉘(112m)보다 낮은 캐비티 면적 밀도를 구비할 수 있다. 예를 들어, 가스 출구 개구부(112o)의 면적 밀도는 가스 분배 구조체(402)의 캐비티의 면적 밀도보다 클 수 있다. 구조 면적 밀도, 예를 들어 캐비티 면적 밀도에 대안으로서 또는 추가로, 동일한 관계 또한 구조 선형 밀도에 적용될 수 있다.
예를 들어, 구조 밀도는 채널 밀도일 수 있다.
면적 밀도, 예를 들어 구조 면적 밀도(예를 들어, 캐비티 면적 밀도)는 예를 들어 회전 축선(111d)의 실린더 케이싱 형태의 표면 면적을 나타낼 수 있다(예를 들어, 기초로 할 수 있다). 선형 밀도, 예를 들어 구조 선형 밀도는 회전 축선(111d)을 가로지르는 원주방향(폐쇄) 경로 또는 회전 축선(111d)에 평행한 경로를 나타낼 수 있다(예를 들어, 기초로 할 수 있다).
다양한 실시예들에 따르면, 가스 분배 구조체(402)는 아래에 보다 구체적으로 설명되는 바와 같이 하나 이상의 가스 분배 층, 예를 들어 다음 가스 분배 층들 중 하나 이상을 구비할 수 있다: 제 1 가스 분배 층(602), 제 2 가스 분배 층(702) 및/또는 제 3 가스 분배 층(802).
선택적으로, 롤러 쉘(112m)은 보다 구체적으로 후술되는 바와 같이 다공성일 수 있다.
선택적으로, 가스 분배 구조체(402)와 롤러 하우징(112h) 사이에 열 분배 층(451)이 배치될 수 있다. 열 분배 층(451)은 예를 들어 구리를 포함하거나 구리로 형성될 수 있다. 보다 일반적으로 말하면, 열 분배 층(451)은 가스 분배 구조체(402) 및/또는 롤러 하우징(112h)보다 더 큰 열 전도성을 구비할 수 있다. 예를 들어, 롤러 하우징(112h)은 강철을 포함하거나 강철로 형성될 수 있다.
선택적으로, 열 분배 층(451)은 롤러 하우징(112h) 상에 전착될 수 있다.
열 분배 층(451)(예를 들어 구리의)을 사용할 때, 프로세스 열의 소산이 개선될 수 있다. 예를 들어, 온도 제어 롤러(112) 및/또는 기판에 도입된 전력 밀도가 대략 70 ㎾/㎡로 그 위로 운송될 때, 너무 낮을 수 있는 롤러 하우징(112h)의 열 전도성(예를 들어, 고급 스틸 케이스)은 대략 50 K의 온도 구배로 이어진다. 열 분배 층(451)(예를 들어, 높은 열 전도성 구리)을 사용할 때, 동일한 전력 밀도로 단지 몇 켈빈(K)의 구배가 얻어진다.
여기서, 구배는 예를 들어 물리량의 다수의 값(예를 들어, 온도, 압력 또는 농도) 사이의 연속적인 전이로서 이해될 수 있다. 예를 들어, 구배는 주어진 변수, 예를 들어, 지정된 방향의 단위 거리 당 변화에 따른 양의 값의 변화를 지칭할 수 있다. 구배의 영역에는 이산 값이 없을 수 있다. 예를 들어, 구배는 절대 값(크기) 및 방향을 갖는 벡터일 수 있다. 예를 들어, 구배의 크기는 양이 변경되는 속도를 나타내며, 방향은 양이 해당 속도에서 변경되는 방향을 나타낸다.
다양한 실시예들에 따르면, 구리 케이싱(451)을 갖는 고급 강철 또는 구성 강철의 롤러 메인 본체(112h)가 제공될 수 있다. 구리 케이싱(451)은 예를 들어 전착될 수 있다.
도 5a 내지 도 5c는 (예를 들어 회전 축선(111d)을 따라 볼 때) 개략적인 단면도, 예를 들어 롤러 쉘(112m) 및/또는 제 1 가스 분배 층(602)의 다양한 실시예에 따른 다공성 본체(113)를 도시한다.
도 5a는 상호 연결된 기공(704)의 네트워크(또한 기공 네트워크라고도 함)를 도시하며, 기공 네트워크는 고체 입자(502)(예를 들어 고체 입자의 느슨한 충전 및/또는 소결)의 어셈블리(또한 구조체 또는 집합체라고도 함)로 형성된다. 기공 네트워크의 기공(704)은 입자(502) 사이의 공간에 의해 형성될 수 있다. 어셈블리의 고체 입자(502)는 예를 들어 적어도 쌍으로 서로 물리적으로 접촉할 수 있다. 고체 입자(502)는 서로 연결될 수 있으며, 예를 들어 함께 소결되고, 접착제로 결합되고 및/또는 융합될 수 있다. 기공 네트워크의 기공(704)은 서로 연결될 수 있고, 따라서 본체(113)를 통해 연장되는 복수의 가스 전도 경로(502p)(또한 가스 채널로도 지칭됨)를 형성한다. 다시 말해, 기공 네트워크의 기공(704)은 다수의 경로(502p)의 각각의 경로를 따라 서로 연결될 수 있다(즉, 예시로서 기공 네트워크를 형성한다).
기공 네트워크는 결과적으로 본체(113)의 표면에 개구부(예를 들어 가스 출구 개구부(112o))를 형성하고 및/또는 본체(113)를 통해 연장되는 다수의 가스 채널을 제공할 수 있다.
도 5b는 본체(113)의 부분 침식된 재료(706)에 형성될 수 있는 기공 네트워크를 도시한다. 부분 침식된 재료(706)는 예를 들어 서로 연결된 복수의 기공(704), 예를 들어 부분적으로 세장형 기공을 구비할 수 있다.
도 5c는 본체(113)의 고체 발포체(708)에 형성될 수 있는 기공 네트워크를 도시한다. 고체 발포체(708)는 다수의 기공(704)을 둘러쌀 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 기공 네트워크는 하기의 기공 유형 중 하나 이상을 포함할 수 있다: 마이크로기공(micropores), 즉 대략 2 ㎚ 미만의 범위(704e)(예를 들어 기공 직경)를 갖는 기공(704); 메조기공(mesopores), 즉 대략 2 ㎚ 내지 대략 50 ㎚ 범위의 범위(704e)를 갖는 기공(704); 및/또는 마크로기공(macropores), 즉 대략 50 ㎚ 초과의 범위(704e)를 갖는 기공(704). 기공의 범위는 기공과 동일한 체적을 갖는 구의 직경을 의미하는 것으로 이해될 수 있다.
도 6은 (예를 들어 회전 축선(111d)을 따라 볼 때) 개략적인 사시 단면도(600)에서 다양한 실시예에 따른 온도 제어 롤러(112)를 도시한다.
가스 분배 구조체는 다공성 층인 제 1 가스 분배 층(602)을 구비할 수 있다. 다시 말해서, 가스 분배 층(602)은 가스 채널에 연결된 다수의 가스 채널(602g) 또는 기공(602g)을 가질 수 있으며, 이는 예를 들어 구조 밀도가 기초로 되는 구조 밀도를 나타낸다.
제 1 가스 분배 층(602)은 롤러 쉘(112m)보다 낮은 공간 기공 밀도 또는 기공 면적 밀도를 구비할 수 있다. 선택적으로, 제 1 가스 분배 층(602)은 롤러 쉘(112m)보다 더 큰 공간 기공 크기를 구비할 수 있다. 선택적으로, 제 1 가스 분배 층(602)은 롤러 쉘(112m)보다 더 큰 다공도를 구비할 수 있다.
선택적으로, 제 1 가스 분배 층(602)은 전기 전도성으로 구성될 수 있거나, 또는 적어도 전기 전도성 재료를 포함하거나 이에 의해 형성될 수 있다. 전기 전도성은 본 명세서에서 대략 1 S(시멘스: Siemens)/m(S/m) 이상의 전기 전도성, 예를 들어 대략 103 S/m 초과 또는 대략 105 S/m를 갖는 것으로 이해될 수 있다. 대안으로서 또는 추가로, 제 1 가스 분배 층(602)은 금속, 예를 들어 알루미늄을 포함하거나 이로 형성될 수 있다.
대안으로서 또는 추가로, 제 1 가스 분배 층(602)은 롤러 쉘(112m)의 배수(예를 들어, 10 배, 100 배 또는 1000 배) 이상의 전기 전도성을 구비할 수 있다.
선택적으로, 롤러 쉘(112m)은 더 구체적으로 후술하는 바와 같이 기공 밀도의 구배를 구비할 수 있다. 다음에, 제 1 가스 분배 층(602)은 선택적으로 생략될 수 있다.
도 7은 다양한 실시예들에 따른 온도 제어 롤러(112)를 개략적인 사시 단면도(700)(예를 들어 원통형 단면 영역(101, 103)을 따른 단면)로 도시한다.
원통형 단면 영역(101, 103)은 회전 축선(111d)을 둘러싸고, 회전 축선(111d)에 대해 횡방향인 반경 방향(111r)에 수직일 수 있다.
가스 분배 구조체는 대안으로서 또는 제 1 가스 분배 층(602)에 추가하여 제 2 가스 분배 층(702)을 구비할 수 있다.
예를 들어, 제 2 가스 분배 층(702)은 제 1 가스 분배 층(602)과 가스 라인(112g) 사이에 배열될 수 있다.
선택적으로, 제 2 가스 분배 층(702)은 제 1 가스 분배 층(602) 및/또는 롤러 쉘(112m)보다 낮은 구조 면적 밀도를 구비할 수 있다. 대안으로서 또는 추가로, 제 2 가스 분배 층(702)은 다수의 가스 라인(112g)보다 더 큰 구조 면적 밀도를 구비할 수 있다.
제 2 가스 분배 층(702)은 예를 들어 다수의 가스 라인(112g)에 횡방향으로 연장되는 하나 이상의 가스 채널(또한 원주방향 채널(702g)이라고도 함)을 구비할 수 있다. 대안으로서 또는 추가로, 상기 또는 각각의 원주방향 채널(702g)은 가스 전도 방식으로 다수 또는 모든 가스 라인(112g)을 서로에 연결할 수 있다.
상기 또는 각 원주방향 채널(702g)은 예를 들어 롤러 하우징 내에 형성될 수 있고 및/또는 그 안으로 연장될 수 있다.
선택적으로, 상기 또는 각각의 원주방향 채널(702g)은 예를 들어 나선형 라인(보다 일반적으로 나선의 형태)을 따라 또는 원형 호를 따라 회전 축선 주위에서 종방향으로 연장되도록 만들어질 수 있다. 선택적으로, 상기 또는 각각의 나선형 원주방향 채널(702g)은 회전 축선 주위에서 종방향으로 여러번 연장되도록 만들어질 수 있다. 대안으로서, 상기 또는 각각의 아치형 원주방향 채널(702g)은 대략 360°에 걸쳐 있을 수 있으며, 예를 들어 폐쇄 경로를 따라 연장될 수 있다.
선택적으로, 서로 직접 인접하는 2개의 원주방향 채널(702g)은 예를 들어 공통 나선형 라인을 형성하기 위해 서로 연결될 수 있다.
일반적으로, 제 2 가스 분배 층(702) 또는 그 원주방향 채널(702g)은 다양한 실시예에서 또한 생략될 수 있다.
도 8은 다양한 실시예에 따른 온도 제어 롤러(112)를 개략적인 사시 단면도(800)(예를 들어 원통형 단면 영역(101, 103)을 따른 단면)로 도시한다.
가스 분배 구조체는 대안으로서 또는 제 1 가스 분배 층(602) 또는 제 2 가스 분배 층(702)에 추가하여 제 3 가스 분배 층(802)을 구비할 수 있다.
예를 들어, 제 3 가스 분배 층(802)은 롤러 쉘(112m)(예를 들어, 제 1 가스 분배 층(602))과 가스 라인(112g) 사이에 배열될 수 있다. 예를 들어, 제 3 가스 분배 층(802)은 롤러 쉘(112m)(예를 들어, 제 1 가스 분배 층(602))과 제 2 가스 분배 층(702) 사이에 배열될 수 있다.
선택적으로, 제 3 가스 분배 층(802)은 제 1 가스 분배 층(702) 및/또는 롤러 쉘 112m)보다 낮은 구조 면적 밀도를 구비할 수 있다. 대안으로서 또는 추가로, 제 3 가스 분배 층(802)은 다수의 가스 라인(112g)보다 또는 제 2 가스 분배 층(702)보다 더 큰 구조 면적 밀도를 구비할 수 있다.
제 3 가스 분배 층(802)은 하나 이상의 천공부(802g)(예를 들어 펀치-아웃)를 가질 수 있으며, 이는 예를 들어 회전 축선(111d)을 따라 종방향으로 연장된다. 예를 들어, 제 3 가스 분배 층(802)은 다수의 그룹의 천공부(802g)를 가질 수 있으며, 이들 각각의 그룹의 모든 천공부(802g)는 동일한 원주방향 채널(702g)에 인접한다.
상기 또는 각각의 천공부(802g)는 제 3 가스 분배 층(802)을 통해 선형 경로를 따라 연장될 수 있다.
예를 들어, 상기 또는 각각의 천공부(802g)는 회전 축선(111d)을 따르는 범위(종방향 범위)를 가질 수 있으며, 상기 범위는 상기 또는 각각의 원주방향 채널(702g)과 평행한 범위보다 크다. 대안으로서 또는 추가로, 회전 축선(111d)을 따라 직접 인접한 천공부(802g) 사이의 거리는 직접 인접한 원주방향 채널(702g) 사이에 평행한 거리보다 작을 수 있다.
예를 들어, 회전 축선(111d)에 횡방향으로 직접 인접한 천공부(802g) 사이의 거리는 가스 라인(112g)과 평행한 정도보다 작을 수 있다.
예를 들어, 상기 또는 각각의 천공부(802g)는 장공(oblong hole)으로 형성될 수 있다.
일반적으로, 제 3 가스 분배 층(802)은 다양한 실시예에서 또한 생략될 수 있다.
제 3 가스 분배 층(802)이 존재하면, 예를 들어 수축될 수 있다. 이 경우, 그 아래에 놓인 제 2 가스 분배 층(702) 또는 그 아래에 놓인 최하부 층(1402)은 예를 들어 미세하게 마무리되어 매끄럽게 및/또는 연마될 수 있다.
제 3 가스 분배 층(802)이 생략되는 경우, 대안으로서 또는 이에 추가로, 다공성(예를 들어, 열적으로 분무된) 접착 촉진제 층(802)이 선택적으로 사용될 수 있다. 접착 촉진제 층(802)은 예를 들어 니켈(Ni), 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 이트륨(Y) 및/또는 알루미늄(Al), 예를 들어 이들의 합금, 예를 들어 NiAl 층, NiCr 층, NiCrAlY 층 및/또는 Mo 층을 포함할 수 있다. 접착 촉진제 층은 또한 매끄러운 하부 표면 상에 잘 접착될 수 있다.
도 9는 (예를 들어 회전 축선(111d)을 따라 볼 때) 개략적인 사시 단면도(900)로 다양한 실시예에 따른 온도 제어 롤러(112)를 도시한다.
다양한 실시예들에 따르면, 가스 분배 구조체(402)의 구조 밀도는 회전 축선(111d)으로부터 멀어지는 방향(111r)으로(예컨대, 반경 방향(111r)으로) 증가할 수 있다.
예를 들어, 가스 분배 구조체(402)의 복수의 가스 분배 층(602, 702, 802)은 그들의 구조 밀도(예를 들어, 쌍)에서 서로 상이할 수 있다. 대안으로서 또는 추가로, 다른 가스 분배 층보다 회전 축선(111d)으로부터 더 먼 거리에 있는 가스 분배 층은 다른 가스 분배 층보다 더 큰 구조 밀도를 구비할 수 있다.
대안으로서 또는 추가적으로, 롤러 쉘(112m)은 구조 밀도에서 구배(예를 들어, 회전 축선으로부터 멀어지는 방향을 따라), 예를 들어 기공 밀도의 구배를 구비할 수 있다. 구배는 예를 들어 반경 방향(111r)에 평행한 방향을 구비할 수 있다. 예를 들어, 다수의 가스 출구 개구부를 제공하는 롤러 쉘(112m)의 온도 제어 표면(1604o)의 기공은 온도 제어 롤러(112)의 최대 기공 면적 밀도를 구비할 수 있다. 대안적으로 또는 추가로, 롤러 쉘(112m)의 기공 면적 밀도는 회전 축선(111d)을 향한 방향으로 감소할 수 있다.
본 명세서에서 파라미터의 구배는 파라미터가 하향 경사(또는 상향 경사)를 갖는 것을 포함하는 것으로 이해될 수 있다. 예를 들어, 파라미터는 길이를 따라 연속적으로 및/또는 꾸준히 변경될 수 있는데, 예를 들어 길이를 따라, 길이의 단부에 있는 값들 사이의 각 값을 단 한번만 가정한다. 이는 파라미터가 다수의 이산 값을 가정하는 경우와 구별되어야 한다. 이 경우의 구배의 방향은 최대 경사의 방향을 나타낸다.
도 10은 다양한 실시예에 따른 운반 장치(1000)를 개략적인 사시도, 예를 들어 운반 장치(100 또는 200)로 도시하고, 도 11은 이를 단면 사시도(1100)로 도시한다.
다양한 실시예에 따르면, 온도 제어 롤러(112)는 다수의 가스 연결부(1002)를 가질 수 있으며, 각각의 가스 연결부(1002)는 가스 전도 방식으로 다수의 가스 라인(112g)의 정확하게 하나의 가스 라인(112g)에 결합된다. 다수의 가스 연결부(1002)는 예를 들어 가스 전도 방식으로 파이프라인(120r)에 결합될 수 있다.
도 12는 다양한 실시예에 따른 운반 장치(1200), 예를 들어 운반 장치(100, 200 또는 1000)를 개략적인 사시도로 도시한다.
천공부(802g)는 전술한 바와 같이, 예를 들어 플레이트, 예를 들어 금속 시트의 개구에 의해 제공될 수 있다. 대안으로서 또는 추가로, 제 3 가스 분배 층(802)은 다수의 필라멘트를 포함할 수 있으며, 그 사이에 천공부(802g)가 형성된다. 다수의 필라멘트는 예를 들어 천공부(802g)를 각각 둘러싸는 메쉬를 형성할 수 있다. 필라멘트는 예를 들어 와이어를 포함하거나 와이어에 의해 형성될 수 있다.
다수의 필라멘트는 예를 들어 그리드, 편물, 편조 또는 직포 또는 거즈 형태의 메쉬워크를 형성할 수 있다. 대안으로서 또는 추가로, 다수의 필라멘트는 금속, 예를 들어 강철 및/또는 구리를 포함하거나 이에 의해 형성될 수 있다. 예를 들어, 가스 분배 층(802)은 금속 직포, 금속 편직물 및/또는 금속 편직물, 예를 들어 구리 직포를 포함하거나 이에 의해 형성될 수 있다.
예를 들어, 메쉬워크(예를 들어 그리드)는 스크린 패브릭에 의해 제공될 수 있다. 메쉬워크(예를 들어 그 필라멘트)는 예를 들어 고급 강철을 포함하거나 이로 형성될 수 있다. 구리 표면(예를 들어, 열 분배 층(451)의 경우)을 위해, 메쉬워크는 또한 예를 들어 구리 직포에 의해 제공될 수도 있다. 대안으로서 또는 추가로, 메쉬워크(예를 들어 그 필라멘트)는 알루미늄을 포함하거나 이로 형성될 수 있다. 이것은 열적 커플링을 향상시킨다.
메쉬워크의 메쉬 폭은 예를 들어 대략 0.5 ㎜ 내지 대략 1.5 ㎜, 예를 들어 대략 1.2 ㎜일 수 있다. 대안으로서 또는 추가로, 필라멘트의 두께(예를 들어, 와이어 두께)는 대략 0.1 ㎜ 내지 대략 0.5 ㎜, 예를 들어 대략 0.2 ㎜의 범위일 수 있다. 필라멘트의 두께는 그들의 길이에 횡방향인 그들 범위일 수 있다.
메쉬 폭이 클수록 가스 전도, 즉 롤러 메인 본체에 대한 분무된 층(보다 일반적으로 롤러 쉘(112m))의 도달-관통 및 접착이 양호하며 및/또는 그루브 브릿징이 불량해질 수 있다. 메쉬 폭이 작을수록, 그루브 브릿징이 양호할 수 있으며 및/또는 롤러 메인 본체(112h) 및/또는 최하부 층(1402)에 대한 분무 층의 접착이 불량해질 수 있다. 롤러 메인 본체(112h) 또는 최하부 층(1402)과 분무 층 사이의 더 나은 접착은 보다 큰 기계적 안정성 및 열 소산을 제공할 수 있다.
예를 들어 메쉬 폭이 약 0.8 ㎜ 내지 약 1.2 ㎜의 범위인 두 상태 사이에 균형이 있을 수 있다. 와이어 두께는 예를 들어 층 구조체에서 메쉬워크(예를 들어 스크린 직물)에 의해 야기되는 교란을 억제하고, 가능한 하부 표면과의 양호한 접착을 만들기 위해 가능한 한 작게 선택될 수 있다.
롤러 메인 본체(112h) 및/또는 최하부 층(1402) 상에 메쉬워크(예를 들어 스크린 직물)의 적용은 다양한 방식으로 이뤄질 수 있다. 예를 들어, 메쉬워크는 그루브(112g, 702g) 위에만 배치될 수 있다. 대안으로서 또는 추가로, 메쉬워크는 그루브(112g, 702g)(또한 인서트라고도 함)에 적어도 부분적으로 배열될 수 있다.
예를 들어, 롤러 메인 본체(112h) 또는 최하부 층(1402)은 메쉬워크(예를 들어 스크린 인서트)에 의해 전체 표면 영역에 걸쳐 반경방향으로 커버될 수 있는데, 그 이유는 메쉬워크가 표면 영역에 더 잘 접촉하고, 롤러 쉘(112m)(예를 들어, 분무 층)에서 균질한 교란을 야기시키기 때문이다. 부분적 커버리지(예를 들어, 그루브(112g, 702g) 위에만 또는 그루브(112g, 702g)에서)에서는, 메쉬워크와 자유 케이싱 영역 사이의 전이가 추가로 있기 때문에 더 큰 불균일성이 발생할 수 있다.
또한, 메쉬워크는 다음에 롤러 메인 본체에 덜 접촉하여 놓일 수 있고, 그 결과 메인 본체(112h) 또는 최하부 층(1402)에 대한 부적절한 층 결합의 위험이 증가될 수 있다.
제 2 가스 분배 층(702) 또는 그 원주방향 채널(702g)은 또한 예를 들어 생략될 수 있다.
예를 들어 스폿 용접 기술에 의해 구리 표면(예를 들어, 열 분배 층(451)) 상에 메쉬워크의 고정은 더욱 어려워질 수 있다. 따라서, 이 경우에, 예를 들어 접착제, 예를 들어 폴리머 접착제, 예를 들어 에폭시 수지 또는 2성분 접착제에 의해 상이한 재료 접합 연결이 생성될 수 있다.
보다 일반적으로, 가스 분배 층(802)은 예를 들어 가스 분배 층(702) 또는 그의 원주방향 채널(702g) 내로 또는 가스 라인(112g) 내로의 도포 동안 제 1 가스 분배 층(602) 및/또는 롤러 쉘(112m)이 침투하는 것을 방지할 수 있다. 침투에 대한 이러한 위험은 예를 들어 제 1 가스 분배 층(602) 및/또는 롤러 쉘(112m)이 분무 프로세스에 의해 적용되는 경우 증가될 수 있다.
이 경우에, 가스 분배 층(802)은 또한 예를 들어 원주방향 채널(702g) 및/또는 가스 라인(112g) 내로 마이크로슬릿 및 마이크로벤트 금속 시트 스트립을 삽입함으로써, 원주방향 채널(702g) 및/또는 가스 라인(112g) 내로의 미세 스프링 스트랜드 및 직조된 금속 호스의 인서트에 의해서 상이하게 제공될 수 있다.
다시 말해서, 가스 분배 층(802)은 원주방향 채널(702g) 및/또는 가스 라인(112g)에 적어도 부분적으로 배열될 수 있다.
가스 분배 층(802)이 다수의 필라멘트, 예를 들어 그 메쉬워크를 포함하는 경우, 그 아래에 놓인 표면(예를 들어, 제 2 가스 분배 층(702)의)은 예를 들어 메쉬워크(예를 들어 스크린 직물)가 위치되기 전에 부드럽게 거친-블라스팅처리될 수 있다. 대안으로서 또는 추가로, 접선방향 선회된 자국(ruts)은 선회 프로세스에 의해 형성될 수 있다. 보다 일반적으로, 그 아래에 놓인 표면이 거칠거나 매끄럽게 될 수 있다.
가스 분배 층(802)이 수축되는 경우, 그 표면에 놓인 층은 특히 매끄럽게 될 필요가 있는데(예를 들어, 미세하게 마무리될 필요가 있음), 그 이유는 높은 표면 품질이 가스 분배 층(802)(예를 들어 금속 시트)의 수축의 결과에 유리하기 때문이다. 한편, 가스 분배 층(802)이 다수의 필라멘트를 포함하는 경우, 표면은 더 거칠거나, 예를 들어 거칠거나 매끄럽게 될 수 있다.
거친 표면은 대략 3.2 ㎛(마이크로 미터) 내지 대략 25 ㎛ 범위의 거칠기, 예를 들어 느끼거나 눈에 보일 수 있는 스코어의 거칠기를 구비할 수 있다. 평활화된 표면은 대략 1.6 ㎛ 내지 대략 3.2 ㎛ 범위의 거칠기, 예를 들어 여전히 눈에 보이고 및/또는 느껴지지 않는 스코어의 거칠기를 구비할 수 있다. 마무리-가공된 표면은 대략 0.8 ㎛ 내지 대략 1.6 ㎛ 범위의 거칠기, 예를 들어 더 이상 눈에 보이지 않는 스코어의 거칠기를 구비할 수 있다.
도 13a 및 도 13b는 다양한 실시예에 따른 온도 제어 롤러(112)를 다양한 도면으로 각각 도시한다.
도 13a의 도면부호(1300a)에는 다수의 가스 라인(112g)이 도시되어 있다. 다수의 가스 라인(112g)의 각각의 가스 라인(112g)은 예를 들어 롤러 하우징(112h)의 함몰에 의해 제공될 수 있다.
도 13b의 도면부호(1300b)에는 다수의 원주방향 채널(702g)이 도시되어 있다. 다수의 원주방향 채널(702g)의 각각의 원주방향 채널(702g)은 예를 들어 롤러 하우징(112h)의 함몰에 의해 제공될 수 있고 및/또는 가스 라인(112g)과 교차할 수 있다.
도 13c의 도면부호(1300c)에는 다수의 천공부(802g)가 도시되어 있다. 다수의 천공부(802g)의 각각의 천공부(802g)는 예를 들어 롤러 하우징(112h) 위에 중공 실린더에 의해 제공될 수 있고 및/또는 가스 채널(112g)에 평행하게 연장되고, 예를 들어 원주방향 채널(702g)을 가로지르도록 만들어질 수 있다.
도 14는 개략적 층 구조 다이어그램(1400a) 및 구조 밀도 다이어그램(1400b)에서 다양한 실시예들에 따른 온도 제어 롤러(112)를 도시하며, 여기서 구조 밀도(1041)(예를 들어, 기공 밀도)는 반경(111r)에 대해 도시된다. 층은 예를 들어 중공 실린더 형태의 층으로서 이해될 수 있으며, 이는 회전 축선(111d)에 대해 서로에 대해 배열될 수 있으며, 즉 증가하는 반경(111r)을 갖는다. 층은 예를 들어 쌍으로 서로 접촉할 수 있다.
냉각 장치(1124)는 온도 제어 롤러(112) 내부에 배치될 수 있다. 그 위에 놓인 최하부 층(1402)은 다수의 가스 라인(112g)을 구비할 수 있다. 그 위에 놓인 제 2 가스 분배 층(702)은 다수의 원주방향 채널(702g) 및 선택적으로 다수의 가스 라인(112g)에 의해 관통될 수 있다. 그 위에 놓인 제 3 가스 분배 층(802)은 다수의 천공부(802g)에 의해 관통될 수 있다. 그 위에 놓인 제 1 가스 분배 층(602)은 가스 채널(602g)에 연결된 다수의 기공에 의해 관통될 수 있다. 그 위에 놓인 롤러 쉘(112m)의 온도 제어 표면은 가스 채널에 연결된 다수의 기공의 형태로 롤러 쉘(112m)을 선택적으로 관통하는 다수의 가스 출구 개구부(112o)를 구비할 수 있다. 다수의 가스 출구 개구부(112o)는 가스 채널(602g)에 연결된 다수의 기공에 의해 선택적으로 형성될 수 있다.
예를 들어, 롤러 쉘(112m)은 마이크로다공성(microporous)일 수 있고, 제 1 가스 분배 층(602)은 메조다공성(mesoporous)일 수 있다. 대안으로서, 롤러 쉘(112m)은 메조다공성일 수 있고, 제 1 가스 분배 층(602)은 마크로다공성(macroporous)일 수 있다.
도 15는 도 14와 유사한 방식으로 개략적인 층 구조 다이아그램(1500a) 및 구조 밀도 다이아그램(1500b)의 다양한 실시예에 따른 온도 제어 롤러(112)를 도시하며, 도 14와는 롤러 쉘(112m)이 기공 밀도(1041)에서 구배를 갖고, 선택적으로 제 1 가스 분배 층(602)이 생략되는 점이 차이가 있다. 그 아래에 놓인 층들과의 차이로서, 롤러 쉘(112m)은 구조 밀도에서 구배를 가질 수 있는 반면, 그 아래에 놓인 층들의 구조 밀도는 예를 들어 불연속적인 값을 가정한다.
도 16a는 개략적인 층 구조 다이아그램(1600a)에서 다양한 실시예에 따른 온도 제어 롤러(112)를 도시한다. 온도 제어 롤러(112)는 하나 이상의 전기 전도성(중공 원통형) 층(1602)(또한 도체 층(1602)이라고도 함)을 구비할 수 있다. 하나 이상의 전도 층(1602)은 최하부 층(1402) 및/또는 제 2 가스 분배 층(702) 및/또는 제 3 가스 분배 층(802)일 수 있고 및/또는 제 1 가스 분배 층(602)을 포함하거나 이에 의해 형성될 수 있다.
하나 이상의 전도 층(1602)은 예를 들어 다수의 나선형 원주방향 채널(702g)을 구비할 수 있다.
제 1 동작 모드(또한 중립 모드라고도 함)에서, 기준 전위는 하나 이상의 전도 층(1602)에 인가될 수 있다. 기준 전위는 예를 들어 전기 질량 또는 기판의 전위일 수 있다. 대안으로서 또는 추가로, 기준 전위가 기판에 적용될 수 있다. 제 1 작동 모드에서, 예를 들어 기판과 온도 제어 롤러(112) 사이에 제공되는 정전기적 인력이 없을 수 있다.
도 16b는 개략적 인 층 구조도(1600b)에서 다양한 실시예에 따른 온도 제어 롤러(112)를 도시한다.
온도 제어 롤러(112)는 하나 이상의 전기 절연(원통형) 층(1604)(또한 절연 층(1604)이라고도 함)을 구비할 수 있다. 절연 층(1604)은 온도 제어 롤러의 최외부 노출 층(또한 종단 층으로도 지칭됨)일 수 있고 및/또는 온도 제어 표면, 예를 들어 롤러 쉘(112m)을 구비할 수 있다.
예를 들어, 절연 층(1604)의 항복 전압은 1000 볼트(V) 초과, 예를 들어 대략 2000 볼트(V) 초과, 또는 3000 볼트(V) 초과일 수 있다.
하나 이상의 절연 층(1604)은 하나 이상의 전도 층(1602) 위에 배열될 수 있다. 하나 이상의 절연 층(1604)은 온도 제어 롤러(112)에 의해 운송된 기판을 하나 이상의 전도 층(1602)으로부터 전기적으로(예를 들어 갈바니 전기에 의해) 분리하도록 구성될 수 있다.
하나 이상의 절연 층(1604)은 온도 제어 롤러(112)의 온도 제어 표면(1604o)을 포함하거나 그에 의해 형성될 수 있다. 하나 이상의 절연 층(1604)은 예를 들어 롤러 쉘(112m) 및 선택적으로 제 3 가스 분배 층(802) 및/또는 선택적으로 제 1 가스 분배 층(602)을 구비할 수 있다.
제 2 동작 모드(또한 인력 모드라고도 함)에서, 기준 전위와 상이한 전위, 예를 들어 10 볼트(V) 초과, 예를 들어 20V 초과, 예를 들어 50V 초과, 예를 들어 100V 초과의 전위가 하나 이상의 전도 층(1602)에 적용될 수 있다. 주어진 전압은 기준 전위를 나타낼 수 있다(예를 들어, 기초할 수 있다).
대안으로서 또는 추가로, 기준 전위가 기판에 적용될 수 있다.
제 2 작동 모드에서, 예를 들어 기판과 온도 제어 롤러(112) 사이에 정전기적 인력이 제공될 수 있거나, 또는 제 1 작동 모드보다 적어도 더 큰 정전기적 인력이 제공될 수 있다.
도 16c는 개략적인 층 구조 다이아그램(1600c)에서 다양한 실시예에 따른 온도 제어 롤러(112)를 도시한다.
온도 제어 롤러(112)는 도면부호(1600b)에서와 같이 구성될 수 있으며, 차이점은 전도 층(1602)이 서로 갈바니 전기적으로 분리된 다수의 세그먼트를 갖는다는 것이다. 전도 층(1602)의 세그먼트는 예를 들어 온도 제어 롤러(112)의 원주를 따라 서로 옆에 배치될 수 있고 및/또는 온도 제어 롤러(112)의 회전 축선을 따라 종방향으로 연장될 수 있다.
온도 제어 롤러(112)는 또한 전도 층(1602)의 적어도 제 1 세그먼트와 전기적으로 접촉하는 제 1 전기 접점(1606)을 구비할 수 있다. 온도 제어 롤러(112)는 또한 제 1 전기 접점(1608)을 가질 수 있고, 이는 원주를 따라 제 1 전기 접점(1608)으로부터 일정 거리에 있으며, 및/또는 전도 층(1602)의 적어도 하나의 제 2 세그먼트와 전기적으로 접촉한다.
예를 들어, 제 1 전기 접점(1606) 및/또는 제 2 전기 접점(1608)은 전도 층(1602)과 물리적으로 접촉하고 및/또는 반대 측면에 배치될 수 있다.
제 3 동작 모드(또한 변경 모드라고도 함)에서, 기준 전위와 상이한 전위(1603), 예를 들어 10 볼트(V) 초과, 예를 들어 20 V 초과, 예를 들어 50 V 초과, 예를 들어 100 V 초과의 전위(1603)가 제 1 전기 접점(1606)에 적용될 수 있다. 제 3 작동 모드에서, 또한 기준 전위(1601) 또는 적어도 기판의 전위는 제 2 전기 접점(1606)에 인가될 수 있다. 즉, 제 1 전기 접점(1606)은 인력 모드에 따라 활성화될 수 있고, 제 2 전기 접점(1608)은 중립 모드에 따라 활성화될 수 있다.
보다 일반적으로, 다수의 전기 접점(1606, 1608)이 제공될 수 있으며, 이들 각각의 접점은 전기 전도 방식으로 온도 제어 롤러의 세그먼트에 연결된다.
선택적으로, 운송 장치는 제어 장치를 가질 수 있으며, 제어 장치는 다수의 전기 접점(1606, 1608)의 각각의 접점에 놓인 전위를 개방 루프 및/또는 폐쇄 루프 방식으로, 예를 들어 서로 개별적으로 제어할 수 있다. 이러한 방식으로, 기판의 정전기적 인력의 공간 분포는 개방 루프 및/또는 폐쇄 루프 방식으로 제어될 수 있다. 개방 루프 및/또는 폐쇄 루프 제어는 예를 들어 기판과 온도 제어 롤러(112) 사이의 가스 압력을 나타내는 파라미터에 기초하여 수행될 수 있다.
변경 모드는 예를 들어, 기준 전위를 기판에 적용하는 단계; 온도 제어 롤러(112)에 의해 기판을 운송하는 단계 ― 기판은 온도 제어 롤러(112)의 제 1 부분과 완전히 물리적으로 접촉하고, 온도 제어 롤러(112)의 제 2 부분과 부분적으로 물리적으로 접촉(예를 들어, 분리됨)됨 ―; 상기 기준 전위를 상기 제 2 부분에 인가하는 단계; 및 상기 기준 전위와 상이한 전위를 상기 제 1 부분에 인가하는 단계 ― 상기 기준 전위는 상기 기준 전위와 상이한 전위보다 상기 기판과의 전위차가 더 작음 ―를 포함한다.
예를 들어, 제 1 전기 접점(1606) 및/또는 제 2 전기 접점(1608)은 슬라이딩 접점, 예를 들어 브러시 접점을 포함할 수 있다.
예를 들어 필름 또는 스트립과 같은 가요성 기판은 온도 제어 롤러(112)(또한 냉각 롤러라고도 함)와의 물리적 접촉에 의해 냉각될 수 있다. 이 경우, 기판과 온도 제어 롤러(112) 사이의 열 전달(또한 냉각 드럼이라고도 함)은 운반될 수 있는 열 출력을 증가시킬 수 있다. 예를 들어, 예시로서, 기판과 온도 제어 롤러(112) 사이의 가스 쿠션에서 열 전달의 결과로서 열 전달이 특히 높을 수 있으며, 예를 들어 100 W/㎡/K 내지 1000 W/㎡/K 이상을 성취할 수 있다. 열 전달은, 기판과 온도 제어 롤러(112) 사이의 가스 쿠션의 가스 압력이 증가하고 및/또는 기판과 온도 제어 롤러(112) 사이의 거리가 감소함에 따라 증가한다. 기판과 온도 제어 롤러(112) 사이의 높은 가스 압력은 기판 공급에 의해(기판 자체로부터 또는 기판 표면 상의 대응 강화에 의해) 유지될 수 있다.
예를 들어, 가스는 온도 제어 롤러(112) 자체를 통해 기판과 온도 제어 롤러(112) 사이의 공간으로 도입될 수 있다. 최대로, 기판과 온도 제어 롤러(112) 사이의 가스 압력은 예를 들어 온도 제어 롤러(112)로부터 기판을 들어 올리지 않는 크기일 수 있으며, 기판의 들어올림은 예를 들어 스트립 장력에 의해 형성되는 가압 압력에 의해 기판의 상쇄된다. 대안으로서 또는 추가적으로, 기판(예를 들어, 플라스틱 필름)은 특히 전자 비임 증발의 경우에 사용될 수 있는 정전기적 인력에 의해 온도 제어 롤러(112) 상에 끌어 당겨질 수 있다. 그러나, 이러한 정전기적 인력이 너무 크게 설정되면, 온도 제어 롤러(112)로부터 기판의 분리가 더욱 어려워질 수 있다. 특히, 증발을 위해 전자 비임을 사용하는 경우, 전자 비임에 의한 코팅 프로세싱에 의해 야기될 수 있는 기판의 임의의 대전을 방지하기 위해, 기판을 배출하기 위한 다양한 장치(또한 방출 장치라고도 함)가 사용될 수 있다. 예를 들어, 기판에 도입된 전하는 예를 들어 기판을 기준 전위로 가져오거나 및/또는 기준 전위로 유지하기 위해 방출 장치에 의해 제거될 수 있다.
예를 들어, (예를 들어 크롬 도금된 강철의) 금속 온도 제어 표면(1604o)을 갖는 온도 제어 롤러(112)는, 예를 들어 금속 필름 또는 금속 코팅된 필름과 관련하여(예를 들어 코팅된 측면이 온도 제어 롤러(112)에 대해서 놓여 있을 때) 불충분한 정전기적 인력을 제공하지 않거나 단지 제공할 수 있는데, 그 이유는 전하가 소산 및/또는 차폐될 수 있기 때문이다. 전도 층(1602)에 의해, 온도 제어 롤러(112)에 대해 기판을 가압하는 정전기력이 기판 상에 가해질 수 있다. 예시로서, 정전기력은 기판으로부터 절연된 전극(전도 층(1602))에 의해 전달될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 가스 냉각 및 정전기적 인력을 결합하는 온도 제어 롤러(112)가 진공에서의 적용을 위해 제공될 수 있으며, 선택적으로 정전기적 인력의 강도 및/또는 정전기적 인력의 위치가 개방 루프 및/또는 폐쇄 루프 방식으로 제어되는 것이 가능하게 된다.
다양한 실시예들에 따르면, 온도 제어 롤러(112)로부터의 가스가 온도 제어 롤러(112)를 기판과 온도 제어 롤러(112) 사이의 공간 내로 남겨 둘 수 있도록 온도 제어 롤러(112)는 그 온도 제어 표면(1604o)에서 확산되도록 천공되거나 개방될 수 있다. 온도 제어 롤러(112)의 온도 제어 표면(1604o)(예를 들어, 외부 표면(1604o))은 예를 들어 전기 절연 재료로 제조될 수 있다. 전도 층(1602)은 온도 제어 롤러(112)의 전기 절연 온도 제어 표면(1604o) 아래에 배치될 수 있다.
전도 층(1602)은 (예를 들어 온도 제어 롤러(112)가 전기 절연 방식으로 장착되는 경우) 온도 제어 롤러(112)의 샤프트(118)에 의해 특정 전위로 직접 유도될 수 있다. 다시 말해서, 전위는 온도 제어 롤러(112)의 샤프트(118)에 커플링될 수 있다. 대안으로서, 전도 층(1602)은 온도 제어 롤러(112)의 샤프트(118)에 대해 전기 절연될 수 있으며, 그 결과 전위는 전도 층(1602)에서 직접 커플링될 수 있다.
선택적으로, 전도 층(1602)의 구조 및 전도 층(1602) 내로의 전위의 커플링은, 열 유입 영역에서(예를 들어, 코팅 윈도우에서) 가장 큰 인력이 기판에 전달되고 그리고 온도 제어 롤러(112)로부터 기판의 분리 영역에서 보다 낮은 인력이 기판에 전달되게 하는 방식으로 구성될 수 있다.
이러한 방식으로, 기판과 온도 제어 롤러(112) 사이의 좁은 갭을 가지면서 높은 가스 압력이 제공될 수 있으며, 동시에 기판 안내에 대한 적은 부작용을 갖고서 기판의 공급 및 제거의 영역에서 감소된 인력이 제공되는 것을 성취할 수 있다.
정전기적 인력은 예를 들어 기판과 전도 층(1602) 사이에 전압을 인가함으로써 제공된다. 온도 제어 롤러(112)의 가스 투과성 및 전기 절연성 외부 층(1604)은 예를 들어 대략 5 밀리미터(㎜) 미만, 예를 들어 대략 2.5 밀리미터(㎜) 미만, 예를 들어 대략 1 밀리미터(㎜) 미만의 두께를 구비할 수 있다.
제 1 구성에서, 인력 모드에서, 전도 층(1602)으로의 전기 전압(예를 들어, 기준 전위에 대한)의 커플링은 예를 들어 롤러 하우징(112h) 및/또는 샤프트(118)에 의해 이루어질 수 있다.
예를 들어, 커플링은 개방 루프 및/또는 폐쇄 루프 제어 방식으로 이루어질 수 있으며, 이에 의해 예시로서, 코팅 윈도우의 영역에서 가능한 최대 인력과 온도 제어 롤러(112)로부터 기판을 분리하기 위한 충분한 분리력 사이에 타협이 제공된다.
예를 들어, 커플링(예를 들어 전압의 값)은 기판이 처리되는 작동 지점을 나타내는 파라미터에 기초하여 개방 루프 및/또는 폐쇄 루프 제어 방식으로 이뤄질 수 있다. 작동 지점은 예를 들어 분리력에 의해 정의될 수 있다.
예를 들어, 분리력이 감지될 수 있으며, 이러한 방식으로 기판에 대한 최대 가능한 인력이 결정될 수 있다. 예를 들어, 인력은 기판과 온도 제어 롤러(112) 사이의 공간에 형성될 수 있는 가능한 최대 가스 압력을 제한한다.
변경 모드를 위해, 제 2 구성에서, 전도 층(1602)은 롤러 하우징(112h) 및/또는 샤프트(118)에 대해 전기적으로 절연될 수 있다. 예를 들어, 전도 층(1602)은 (예를 들어 흑연 브러시 또는 다른 슬라이딩 접촉부와 함께)온도 제어 롤러(112)의 외부 측면에 접촉될 수 있게 하는 방식으로 적용될 수 있다. 코팅 윈도우 이전/내에서 전기 대전 및 기판 분리의 영역에서 전기 방전에 의해, 인력의 공간 분포가 제공될 수 있다. 전도 층(1602)에 커플링된 이에 대응하는 전위의 공간 분포는 예를 들어 다수의 전기 접점(1606, 1608)에 의해 제공될 수 있다.
변경 모드를 위해, 선택적으로, 전도 층(1602)은 전도 층(1602)이 이방성 전기 전도성을 갖게 하는 방식으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 회전 축선(111d)에 평행한 전기 전도성(또한 횡방향 전도성이라고도 함)은, 예를 들어 운송 방향을 따라 회전 축선(111d)에 대해 횡방향보다 클 수 있다. 이방성 전기 전도성은 예를 들어 전도 층을 스트립 세그먼트로 분리함으로써 제공될 수 있다.
이방성은 상이한 방향으로 측정될 때 상이한 값을 갖는 특성을 갖는 것으로 이해될 수 있다. 예를 들어, 이방성 양은 상이한 방향으로 측정될 때 상이한 값을 갖는 것으로 이해될 수 있다.
이러한 방식으로, 제 1 인력이 온도 제어 롤러(112)의 제 1 각도 영역에서 기판으로 전달될 수 있고, 제 1 인력으로보다 낮은 제 2 인력이 제 2 각도 영역에서 기판으로 전달될 수 있다. 성취 가능한 최대 제 1 인력 및 결과적으로, 예를 들어 온도 제어 롤러(112)와 기판 사이의 공간에서의 가능한 최대 가스 압력은 예를 들어 절연 층(1604)의 항복 전압(또한 천공 전압으로도 지칭됨)에 의해서만 제한될 수 있다. 이 경우, 분리 거동은 제 1 인력의 힘에 어떤 값이 사용되는 지와 무관하다.
도 17은 예를 들어 층 구조 다이어그램(1600c)에서와 같이 구성된 개략적인 층 구조 다이어그램(1700)에서 다양한 실시예들에 따른 온도 제어 롤러(112)를 도시한다.
변경 모드를 위해, 전도 층(1602)의 제 3 구성에서, 대안적으로 상이한 전위가 예를 들어 교번 방식으로 결합될 수 있다.
예를 들어, 제 1 구성 및 제 2 구성은 기판이 충분히 접지되지 않거나 또는 기판 접지가 공정 결과에 악영향을 미치는 경우 그 한계를 만날 수 있다. 이 한계를 극복하기 위해, 온도 제어 롤러(112)는, 온도 제어 롤러(112)가 회전함에 따라, 그 세그먼트가 예를 들어 다수의 접점(1606, 1608, 1706, 1708)에 의해 대향 측면에서 교대로 접촉되는 방식으로 접촉될 수 있으며, 다수의 접점 중 하나 이상의 제 1 접점(1606, 1608)이 온도 제어 롤러(112)의 제 1 측면 상에 배열되고, 다수의 접점 중 하나 이상의 제 2 접점(1706, 1708)이 제 1 측면과 대향된 온도 제어 롤러(112)의 제 2 측면 상에 배열된다(회전 축선(111d)을 따라서). 예를 들어, 전도 층(1602)의 제 1 세그먼트는 제 1 측면에서 전기적으로 접촉될 수 있고, 전도 층(1602)의, 제 1 세그먼트에 직접 인접한 제 2 세그먼트는 제 2 측면에서 전기적으로 접촉될 수 있다.
전도 층(1602)의 세그먼트(예를 들어, 스트립)는 서로 전기적으로 절연되고, 예를 들어 서로 갈바니 전기적으로 분리된 것으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 이들은 동일한 평면에서 서로 분리되거나, 절연 분리 층에 의해 다른 평면에서 서로 분리될 수 있다.
스트립 형태 이외에, 전도 층(1602)의 하나 이상(예를 들어 각각의)의 세그먼트는 또한 예를 들어 구불구불한 형태, 웨지의 형태 및/또는 온도 제어 표면(1604o)이 최대 범위로 충전되는 방식으로 상이하게 형성될 수 있다.
제 2 구성과 유사하게, 전도 층(1602)의 접촉은 온도 제어 롤러(112)의 외부 측면에서, 예를 들어 코팅 윈도우의 영역에서 일어날 수 있으며, 동일한 방법으로, 전하 균형(즉, 전도 층(1602)의 방전)이 기판 공급 및 제거 영역에서 일어날 수 있다.
제 4 구성에서, 절연 층(1604)(예를 들어, 외부 절연 층)은 절연 층(1604)이 쉽게 교환될 수 있게 하는 재료로 제조될 수 있다. 예를 들어, 절연 층(1604)은 천공된 수축 필름, 확산에 개방된 래커(lacquer) 또는 확산에 개방된 일부 다른 코팅, 예를 들어 기상 증착된 ZrO(산화지르코늄)를 포함할 수 있다. 온도 제어 롤러(112)의 유지를 위해, 예를 들어 절연 층(1604)의 (예를 들어 균일한) 제거 및 후속 재적용을 제공하는 유지 장치가 제공될 수 있다.
본 명세서에 제공된 온도 제어 롤러(112)에 의해, 온도 제어 롤러(112)에서의 열 전달의 증가 및/또는 가능화는 정전기력에 의한 규정 가압에 의해 그리고 동시에 온도 제어 롤러(112)를 벗어나 외부로의 기판과 온도 제어 롤러(112) 사이의 갭 내로의 가스의 흐름에 의해 제공될 수 있다.
도 18은 (회전 축선(111d)을 따른 시야 방향을 갖는) 개략적인 측면도 또는 단면도로 다양한 실시예에 따른 진공 장치(1800)를 도시하며, 진공 장치(1800)는 운송 장치(1200) 또는 대안적으로 온도 제어 롤러(112)를 갖는 운송 장치(100, 200, 300 또는 1000) 중 하나를 갖는다.
다양한 실시예들에 따르면, 기판(102)의 순환 와인딩 및/또는 처리(예를 들어 코팅)는 진공, 예를 들어 진공 장치(1800)에서 일어날 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 진공 장치(1800)는 진공이 생성 및/또는 유지될 수 있는 진공 챔버 하우징(802k)을 구비할 수 있다. 진공 챔버 하우징(802k)은 이를 위해 예를 들어 기밀, 방진 및/또는 진공 기밀로 구성될 수 있다. 진공 챔버 하우징(802k)은 하나 이상의 진공 챔버를 구비할 수 있다. 상기 또는 각각의 진공 챔버는 하나 이상의 진공 영역(306b, 308b), 예를 들어 처리 영역(306b, 308b)을 제공할 수 있다. 진공 챔버 하우징(802k)의 다수의 진공 챔버 및/또는 다수의 진공 영역(306b, 308b)은 선택적으로 서로 적어도 부분적으로 가스 분리될 수 있다.
또한, 진공 챔버 하우징(802k)은 펌프 시스템(804)(적어도 하나의 저 진공 펌프 및 선택적으로 하나 이상의 고 진공 펌프를 구비함)에 결합될 수 있다. 펌프 시스템(804)은 진공 챔버 하우징(802k)으로부터 가스(예를 들어 프로세스 가스)를 추출하여, 진공(즉, 0.3 bar 미만의 압력) 및/또는 대략 1 mbar 내지 대략 10-3 mbar 범위의 압력(즉, 미세 진공) 및/또는 대략 10-3 mbar 내지 대략 10-7 mbar 범위의 압력(즉, 고 진공) 또는 고 진공보다 낮은 압력, 예를 들어 대략 10-7 mbar 미만의 압력(즉, 초고 진공)이 진공 챔버 하우징(802k) 내에 제공될 수 있도록 구성될 수 있다.
펌프 시스템(804)은 예를 들어 펌프 장치(1716)를 포함하거나 이에 의해 형성될 수 있다. 대안으로서 또는 추가로, 진공 장치(1800)는 가스 공급 장치(1716)를 구비할 수 있다. 가스 공급 장치(1716)에 의해서, 프로세스 가스는 진공 챔버 하우징(802k)에 프로세스 분위기를 형성하기 위해 진공 챔버 하우징(802k)에 공급된다. 프로세스 가스는 예를 들어 불활성 가스를 포함하거나 이에 의해 형성될 수 있다. 대안으로서 또는 추가로, 프로세스 가스는 반응성 가스, 예를 들어 산소, 질소, 수소, 아르곤 및/또는 탄소를 포함하거나 이에 의해 형성될 수 있다. 프로세스 압력은 가스 공급 장치(1716)에 의해 공급되고 펌프 시스템(804)에 의해 추출되는 프로세스 가스의 평형에 의해 형성될 수 있다.
또한, 진공 챔버 하우징(802k)은, 기판이 처리(예를 들어, 프로세스 압력, 프로세스 온도, 화학 프로세스 가스 조성물, 정전기적 인력)되는 작동 지점(예를 들어, 진공 조건 또는 보다 일반적으로 프로세스 조건)이 예를 들어 제어 장치(508)에 의해 조정 또는 제어(예를 들어 국부적으로)될 수 있게 하는 방식으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 서로 상이한 작동 지점을 갖는 다수의 진공 영역(306b, 308b)이 진공 챔버 하우징(802k)에 의해 제공될 수 있다. 예를 들어, 제어 장치(508)는 개방 루프 및/또는 폐쇄 루프 방식으로 전압 공급부(806), 가스 공급 장치(1716) 및/또는 펌프 시스템(804)을 제어하도록 구성될 수 있다. 전압 공급부(806)에 의해, 예를 들어 온도 제어 롤러(112)(예를 들어 가스 분배 구조체(402))에 전위가 제공될 수 있다. 예를 들어, 제어 장치(508)는 온도 제어 롤러(112)(예를 들어 가스 분배 구조체(402))에 커플링된 전위 및/또는 기판(102)으로 전달된 결과적인 인력의 개방 루프 및/또는 폐쇄 루프 제어를 위해 구성될 수 있다. 대안으로서 또는 추가로, 제어 장치(508)는, 가스 공급 장치(1716) 및/또는 온도 제어 롤러(112)에 의해 공급되고 및/또는 펌프 시스템(804)에 의해 추출된 프로세스 가스의 표준 체적 유량의 개방 루프 및/또는 폐쇄 루프 제어를 위해 구성될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제어 장치(508)는 선택적인 온도 제어 장치(1124)(예를 들어 가열 장치 및/또는 냉각 장치를 구비함)의 개방 루프 및/또는 폐쇄 루프 제어를 위해 구성되며, 그 결과 (예를 들어 기판(102)의 및/또는 프로세스 가스의) 프로세스 가스는 예를 들어 처리(예를 들어 코팅) 동안에 개방 루프 및/또는 폐쇄 루프 방식으로 제어되게 된다. 예를 들어, 제어 장치(508)는 기판 온도 제어 장치(1124)에 의해 공급되고 및/또는 그것에 의해 추출된 열 출력의 개방 루프 및/또는 폐쇄 루프 제어를 위해 구성될 수 있다.
선택적으로, 진공 장치(1800)는 온도 제어 장치(1124)에 공급하기 위한, 예를 들어 온도 제어 유체(예를 들어, 냉각 액체) 또는 전기 에너지를 공급하기 위한 공급 장치를 구비할 수 있다. 예를 들어, 공급 장치는 처리 챔버(802k) 외부에 배치될 수 있다. 예를 들어, 가열 매체 또는 냉각 매체가 온도 제어 장치(1124)(예를 들어 온도 제어 롤러(112))에 공급되어 다시 제거될 수 있다.
적어도 하나의 진공 영역(306b, 308b), 예를 들어 제 1 진공 영역(306b)은 진공 챔버 하우징(802k) 내에(예를 들어, 제 1 진공 챔버 내에) 배치될 수 있다. 또한, 제 1 처리 공급원(306), 예를 들어 코팅 재료 공급원(306)은 진공 챔버 하우징(802k) 내에(예를 들어, 제 1 진공 챔버 내에) 배치될 수 있다. 코팅 재료 공급원(306)은 가스성 코팅 재료를 제 1 진공 영역(306b) 내로 방출하도록 구성될 수 있다. 코팅 재료로, 기판(102)이 코팅될 수 있다. 다시 말해, 기판(102)의 코팅은 제 1 진공 영역(306b)에서 일어날 수 있다. 제 1 진공 영역(306b)은 코팅 영역(306b)일 수 있다.
선택적으로, 적어도 하나의 제 2 진공 영역(308b)은 진공 챔버 하우징(802k)(예를 들어, 제 2 진공 챔버 또는 제 1 진공 챔버)에 배치될 수 있다. 또한, 제 2 처리 공급원(308), 예를 들어 광-노출 장치(308)는 진공 챔버 하우징(802k) 내에(예를 들어, 제 2 진공 챔버 내에) 배치될 수 있다. 제 2 처리 공급원(308)은 예를 들어 기판(102)이 코팅되는 코팅 재료를 가공 및/또는 코팅하도록 구성될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 진공 챔버 하우징(802k)은 진공 챔버 하우징(802k)의 내부를 노출시키기 위한 챔버 개구부를 구비할 수 있다. 챔버 개구부는 예를 들어 회전 축선(111d)의 방향으로 진공 챔버 하우징(802k)의 내부를 노출시킬 수 있다. 챔버 개구를 폐쇄하기 위해, 진공 챔버 하우징(802k)은 챔버 커버를 구비할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 제어 디바이스(508)는 제 1 처리 공급원(306) 및/또는 제 2 처리 공급원(308)의 개방 루프 및/또는 폐쇄 루프 제어를 위해 구성될 수 있으며, 예를 들어 제어 디바이스는 기판(102)의 방향(105)에서 단위 시간당 방출되는 재료 및/또는 열 에너지(예를 들어 방사선 에너지)의 양을 개방 루프 및/또는 폐쇄 루프 방식으로 제어한다.
또한, 진공 장치(1800)는 하나 이상의 온도 제어 롤러(112)(예를 들어 가스 냉각 롤러(112)), 및 선택적으로 운송 경로(111)를 형성하는 하나 이상의 가이드 롤러(122)를 가질 수 있으며, 기판(102)(예를 들어, 스트립 형태의 기판)은 언와인딩 롤러(112a, 112b)와 와인딩업 롤러(112b) 사이에서 적어도 하나의 진공 영역(306b, 308b)을 통해, 예를 들어 이송 방향(111w)(회전 축선에 수직일 수 있음)에서 상기 운송 경로를 따라 운송된다. 가이드 롤러(122)는 운송 경로를 편향시키도록 구성될 수 있다.
선택적으로, 온도 제어 롤러(112)의 세정은, 오염물(예를 들어 기생적으로 증착된 금속)이 예를 들어 스퍼터링 장치에 의해 롤러 쉘(112m)로부터 제거(예를 들어 분무화에 의해)된다는 점에서 이뤄질 수 있다. 선택적으로, 스퍼터링 장치는 온도 제어 롤러(112)가 스퍼터링 캐소드로서 구성되도록 제공될 수 있다. 이를 위해, 플라즈마가 생성될 수 있는 전기 스퍼터링 전위가 온도 제어 롤러(112), 예를 들어 전도 층(1602)에 인가될 수 있다. 다시 말해, 플라즈마에는 온도 제어 롤러(112)에 의해 공급되는 전기 에너지가 공급될 수 있다. 진공 장치(1800)가 스퍼터링 장치를 구비하지 않으면, 처리 공급원들 중 하나(예를 들어 그 증발 도가니)가 스퍼터링 장치로 교환될 수 있다.
스퍼터링을 위해, 플라즈마 형성 가스는 스퍼터링 캐소드에 의해 이온화될 수 있고, 플라즈마에 의해 온도 제어 롤러(112)로부터 물질(예를 들어, 오염물)이 제거(예를 들어, 분무됨)되도록 형성될 수 있다. 분무된 재료는 이후 진공 챔버로부터 제거될 수 있다. 분무된 재료는 세정 중 또는 프로세스를 둘러싸는 영역(내부 금속 시트 구성요소)에 준비되어 있는 기판 상에 고정된다. 스퍼터링에 의해, 예를 들어, 층 또는 다수의 층이 온도 제어 롤러(112)로부터 제거될 수 있다. 대안으로서 또는 추가로, 스퍼터링에 의해, 온도 제어 롤러(112)의 롤러 쉘(112m)(예를 들어 그 기공은 노출될 수 있다. 대안으로서 또는 추가로, 스퍼터링에 의해, 온도 제어 롤러(112)(예를 들어, 롤러 쉘(112m))의 구조 밀도는, 예를 들어 막힌 기공이 개방되는 것으로 증가될 수 있다.
위에서 설명되고 도면에 도시된 것과 관련된 다양한 예의 설명이 이어진다.
실시형태 1은 온도 제어 롤러(112)로서, 다수의 가스 출구 개구(112o)를 갖는 원통형(예를 들어, 중공 원통형) 롤러 쉘(112m); 롤러 쉘(112m)에 열 에너지를 공급하고 및/또는 롤러 쉘(112m)로부터 열 에너지를 추출하도록 구성된 온도 제어 장치(1124)(예를 들어 냉각 장치); 회전 축선을 따라 연장되도록 형성된 다수의 가스 라인(112g); 다수의 가스 라인(112g)과 다수의 가스 출구 개구부(112o)를 가스 전도 방식으로 서로에 커플링시키는 가스 분배 구조체(402)를 구비하며, 가스 분배 구조체(402)는 롤러 쉘(112m)보다 낮은 구조 밀도(1041) 및/또는 롤러 쉘(112m)보다 큰 전기 전도성을 가지며, 선택적으로, 가스 분배 구조체(402)는 롤러 쉘(112m)에 의해(예를 들어 반경 방향으로 및/또는 온도 제어 롤러(112) 상에 놓인 기판으로부터) 전기적으로 절연(예컨대, 갈바니 전기적으로 분리됨)되며, 온도 제어 롤러(112)는 선택적으로 가스 분배 구조체(402)와 다수의 가스 라인(112g) 사이에 배치되는 열 분배 층(451)을 또한 구비하며, 열 분배 층(451)은 가스 분배 구조(402)보다 큰 열 전도성 및/또는 다수의 가스 라인(112g)이 형성되는 온도 제어 롤러(112)의 재료를 구비하며, 열 분배 층(451)은 예를 들어 구리를 포함하거나 구리에 의해 형성된다.
실시형태 2는 실시형태 1에 따른 온도 제어 롤러(112)이며, 가스 분배 구조체(402)는 다수의 가스 출구 개구부(112o)를 가스 전도 방식으로 서로에 커플링시키며, 가스 분배 구조체(402)는 다수의 가스 라인(112g)을 가스 전도 방식으로 서로에 커플링시킨다.
실시형태 3은 실시형태 1 또는 2에 따른 온도 제어 롤러(112)이며, 구조 밀도(1041)는 원통형 표면 영역(예를 들어, 실린더 케이싱 형태) 및/또는 가스 전도 개구부(예를 들어, 가스 전도 구조 밀도), 예를 들어 가스 관통 전도 개구부를 나타낸다(예를 들어 이를 기초로 한다).
실시형태 4는 실시형태 1 내지 3 중 어느 하나에 따른 온도 제어 롤러(112)이며, 가스 출구 개구는 구조 밀도(1041)가 나타내는, 예를 들어 구조 밀도(1041)의 기초가 되는 다수의 상호 연결된 기공에 의해 제공된다.
실시형태 5는 실시형태 1 내지 4 중 어느 하나에 따른 온도 제어 롤러(112)이며, 롤러 쉘(112m)의 구조 밀도(1041)는 가스 출구 개구부의 영역 밀도를 나타낸다(예를 들어 이를 기초로 한다).
실시형태 6은 실시형태 1 내지 5 중 어느 하나에 따른 온도 제어 롤러(112)이며, 가스 분배 구조체(402)는, 가스 분배 구조체(402)의 구조 밀도(1041)에 의해 표시되며, 및/또는 롤러 쉘(112m)과 물리적으로 접촉되는(예를 들어 중공 원통형) 다공성 층을 가지며, 예를 들어 가스 분배 구조체(402)의 구조 밀도(예를 들어 그 기공 영역 밀도)가 기초로 하며 및/또는 롤러 쉘(112m)과 물리적으로 접촉된다.
실시형태 7은 실시형태 6에 따른 온도 제어 롤러(112)이며, 구조 밀도(1041)는 기공 영역 밀도이다.
실시형태 8은 실시형태 6 또는 7에 따른 온도 제어 롤러(112)이며, 다공성 층 및 다수의 가스 출구 개구부(예를 들어 상호연결된 기공들의 네트워크)는 하기의 특성: 공간 기공 밀도; 공간 기공 사이즈 및/또는 다공도 중 적어도 하나가 상이하다.
실시형태 9는 실시형태 6 내지 8 중 어느 하나에 따른 온도 제어 롤러(112)이며, 다공성 층은 전기 전도성으로서 구성되며, 적어도 하나의 전기적으로 전도성 재료를 포함하거나 이 재료에 의해 형성된다.
실시형태 10은 실시형태 1 내지 9 중 어느 하나에 따른 온도 제어 롤러(112)이며, 가스 분배 구조체(402)(예를 들어 그 다공성 층)는 롤러 쉘(112m)보다 큰 전기 전도성을 갖고 있다.
실시형태 11은 실시형태 1 내지 10 중 어느 하나에 따른 온도 제어 롤러(112)이며, 가스 분배 구조체(402)는 그들 구조 밀도(1041)에서 상이한 다수의(예를 들어 중공 원통형) 층들을 구비한다.
실시형태 12는 실시형태 1 내지 11 중 어느 하나에 따른 온도 제어 롤러(112)이며, 가스 분배 구조체(402)는 다수의 원주방향 채널(702g)을 가지며, 각 원주방향 채널은 다수의 가스 라인(112g)을 가스 전도 방식으로 서로에 커플링시키며, 및/또는 구조 밀도(1041)에 의해 표시되며, 예를 들어 구조 밀도(1041)에 기초로 한다.
실시형태 13은 실시형태 12에 따른 온도 제어 롤러(112)이며, 다수의 원주방향 채널(702g)의 각 원주방향 채널은 회전 축선 둘레에서 종방향으로 연장되도록 형성된다.
실시형태 14는 실시형태 12 또는 13에 따른 온도 제어 롤러(112)이며, 다수의 원주방향 채널(702g) 중 하나 이상은 원형 호를 따라서 원주방향 채널로서 연장되도록 형성된다.
실시형태 15는 실시형태 12 내지 14 중 어느 하나에 따른 온도 제어 롤러(112)이며, 다수의 가스 라인(112g) 및 다수의 원주방향 채널(702g)은 서로 교차하며 및/또는 서로에 대해서 비스듬하게 뻗어 있다.
실시형태 16은 실시형태 12 내지 15 중 어느 하나에 따른 온도 제어 롤러(112)이며, 다수의 원주방향 채널(702g)의 각 원주방향 채널은 다수의 가스 라인(112g)의 가스 라인(112g)의 모두에 가스 전도 방식으로 커플링된다.
실시형태 17은 실시형태 12 내지 16 중 어느 하나에 따른 온도 제어 롤러(112)이며, 다수의 원주방향 채널(702g) 중 하나 이상은 나선을 따라 원주방향 채널로서 연장되도록 형성된다.
실시형태 18은 실시형태 17에 따른 온도 제어 롤러(112)이며, 다수의 원주방향 채널(702g) 중 서로 인접하는 원주방향 채널은 공동 나선을 따라 연장되도록 형성된다.
실시형태 19는 실시형태 1 내지 18 중 어느 하나에 따른 온도 제어 롤러(112)이며, 가스 분배 구조체(402)는 구조 밀도(1041)에 의해 표시되는(예를 들어 구조 밀도(1041)가 기초로 함) 다수의 천공부(예를 들어 장공(oblong hole) 또는 슬릿)에 의해 천공된 가스 분배 층(802)(예를 들어 금속 시트 및/또는 천공된 플레이트와 같은 플레이트)을 구비하며; 예를 들어, 가스 분배 층(802)(예를 들어 메쉬워크)은 다수의 천공부가 사이에 마련되는 다수의 필라멘트를 포함하며, 가스 분배 층(802)은 다수의 원주방향 채널(702g) 및/또는 다수의 가스 라인(112g) 내에 적어도 부분적으로(즉, 부분적으로 또는 완전히) 배치되며, 가스 분배 구조체(402)는 가스 분배 층(802)의 대안으로서 또는 추가로 접착 촉진제 층(802)을 구비하며, 접착 촉진제 층(802)은 예를 들어 과립 및/또는 다공성이며, 접착 촉진제 층(802)은 예를 들어 니켈 및/또는 알루미늄을 포함하거나 이에 의해 형성된다.
실시형태 20은 실시형태 1 내지 19 중 하나에 따른 온도 제어 롤러(112)이며, 원통형 롤러 쉘(112m)은 다수의 가스 출구 개구부(112o)를 제공하는 상호연결된 기공의 네트워크를 구비하며, 가스 분배 구조체(402)는 상호연결된 기공의 네트워크보다 큰 구조 밀도(1041)를 갖고 있다.
실시형태 21은 실시형태 1 내지 20 중 어느 하나에 따른 온도 제어 롤러(112)이며, 롤러 쉘(112m)은 구조 밀도(1041)에서 (예를 들어 회전 축선을 횡단하는 방향을 따라서) 구배를 갖고 있다.
실시형태 22는 실시형태 1 내지 21 중 어느 하나에 따른 온도 제어 롤러(112)이며, 롤러 쉘(112m)은 하기의 특성: 공간 기공 밀도; 공간 기공 사이즈; 및/또는 다공도 중 적어도 하나에서 (예를 들어 회전 축선을 횡단하는 방향을 따라서) 구배를 갖고 있다.
실시형태 23은 실시형태 1 내지 22 중 어느 하나에 따른 온도 제어 롤러(112)이며, 가스 분배 구조체(402)가 다수의 가스 라인(112g)보다 큰 구조 밀도(1041)를 갖고 있다.
실시형태 24는 실시형태 1 내지 23 중 어느 하나에 따른 온도 제어 롤러(112)이며, 가스 분배 구조체(402)는 회전 축선을 따라서 다수의 가스 라인(112g)보다 큰 선형 구조 밀도(1041)를 갖고 있다.
실시형태 25는 실시형태 1 내지 24 중 어느 하나에 따른 온도 제어 롤러(112)이며, 가스 분배 구조체(402)는 회전 축선을 따라 다수의 가스 출구 개구부(112o)보다 낮은 구조 선형 밀도(1041)를 갖고 있다.
실시형태 26은 실시형태 1 내지 25 중 어느 하나에 따른 온도 제어 롤러(112)이며, 가스 분배 구조체(402)는 회전 축선을 횡단하여(예를 들어 원주 방향에서) 다수의 가스 출구 개구부(112o)보다 큰 구조 선형 밀도(1041)를 갖고 있다.
실시형태 27은 실시형태 1 내지 26 중 어느 하나에 따른 온도 제어 롤러(112)이며, 다수의 가스 연결부를 더 구비하며, 각 가스 연결부는 다수의 가스 라인(112g) 중 정확하게 하나의 가스 라인(112g)에 가스 전도 방식으로 커플링된다.
실시형태 28은 실시형태 1 내지 27 중 어느 하나에 따른 온도 제어 롤러(112)이며, 온도 제어 장치(1124)는 온도 제어 유체(예를 들어 냉각 유체)를 수용하기 위한 캐비티(예를 들어 이중-벽 하우징 벽에 의해 제공됨)를 갖는 원통형(예를 들어 이중-벽형) 하우징을 구비한다.
실시형태 29는 실시형태 1 내지 28 중 어느 하나에 따른 온도 제어 롤러(112)이며, 온도 제어 장치(1124)는 온도 제어 유체 공급부(예를 들어 냉각 유체 공급부)에 연결하기 위한 온도 제어 유체 연결부를 또한 구비한다.
실시형태 30은 실시형태 1 내지 29 중 어느 하나에 따른 온도 제어 롤러(112)이며, 롤러 쉘(112m)은 전기적으로 절연되거나 또는 전기 절연 재료(예를 들어 유전체)를 적어도 포함하거나 이에 의해 형성된다.
실시형태 31은 실시형태 1 내지 30 중 어느 하나에 따른 온도 제어 롤러(112)이며, 롤러 쉘(112m)은 1000 볼트(V) 이상의 전기 항복 전압을 제공한다.
실시형태 32는 실시형태 1 내지 31 중 어느 하나에 따른 온도 제어 롤러(112)이며, 전기 전위를 가스 분배 구조체(402)에 커플링시키기 위해 가스 분배 구조체(402)에 전기 전도 방식으로 연결된 접촉 장치(예를 들어 하나 이상의 접점을 포함함)를 또한 구비한다.
실시형태 33은 실시형태 1 내지 32 중 어느 하나에 따른 온도 제어 롤러(112)이며, 가스 분배 구조체(402)는 서로에 전기 절연되고 전기 전도성인 다수의 세그먼트를 구비한다.
실시형태 34는 실시형태 1 내지 33 중 어느 하나에 따른 온도 제어 롤러(112)이며, 가스 분배 구조체(402)는 이방성 전기 전도성을 갖고 있다.
실시형태 35는 실시형태 34에 따른 온도 제어 롤러(112)이며, 접촉 장치는 다수의 전기 접점을 구비하며, 다수의 전기 접점 중 적어도 2개의 접점은 온도 제어 롤러(112)의 대향 측면 상에 배치되며 및/또는 다수의 전기 접점의 적어도 2개의 접점은 가스 분배 구조체(402)의 세그먼트의 이에 평행한 범위보다 큰 거리로 서로에서 떨어져 있다.
실시형태 36은 실시형태 35에 따른 온도 제어 롤러(112)이며, 적어도 2개의 접점은 이들이 전기 전도 방식으로 커플링되는 세그먼트에서 상이하다.
실시형태 37은 실시형태 1 내지 36 중 어느 하나에 따른 온도 제어 롤러(112)이며, 가스 분배 구조체(402) 내로 전기 전위를 커플링시키도록 구성된 전압 공급원을 또한 구비한다.
실시형태 38은 실시형태 37에 따른 온도 제어 롤러(112)이며, 전압 공급원은 예를 들어 기판이 처리되는 작동 지점을 나타내는 파라미터에 기초하여 개방 루프 및/또는 폐쇄 루프 방식으로 전기 전위를 제어하도록 구성된 제어 장치를 구비하며, 제어 장치는 예를 들어 개방 루프 및/또는 폐쇄 루프 방식으로 전기 전위의 공간 분포를 제어하도록 구성된다.
실시형태 39는 실시형태 38에 따른 온도 제어 롤러(112)이며, 파라미터는 하기의 작동 지점 파라미터: 기판과 온도 제어 롤러(112) 사이의 가스 압력; 기판을 온도 제어 롤러(112)로부터 분리하기 위해 요구되는 힘(또한 분리력이라고 함); 기판의 온도 중 적어도 하나를 포함하거나 이를 나타낸다.
실시형태 40은 실시형태 1 내지 39 중 어느 하나에 따른 온도 제어 롤러(112)이며, 롤러 쉘(112m) 및/또는 가스 분배 구조체(402)(예를 들어 그 다공성 층)는 다수의 고체 입자(예를 들어 과립 입자)를 포함한다.
실시형태 41은 실시형태 1 내지 40 중 어느 하나에 따른 온도 제어 롤러(112)이며, 가스 분배 구조체(402)(예를 들어 그 다공성 층 및/또는 고체 입자)는 금속(예를 들어 알루미늄)을 포함하거나 이에 의해 형성된다.
실시형태 42는 실시형태 1 내지 41 중 어느 하나에 따른 온도 제어 롤러(112)이며, 롤러 쉘(112m)(예를 들어 원주 및/또는 회전 축선을 따라)의 구조 밀도는 대략 200 ㎜ 내지 대략 2000 ㎜(또는 그 이상)의 범위에 있으며; 및/또는 제 1 가스 분배 층(6032)(예를 들어 원주 및/또는 회전 축선을 따라)의 구조 밀도는 대략 10 ㎜ 내지 대략 100 ㎜이며, 및/또는 원주방향 채널(예를 들어 원주 및/또는 회전 축선을 따라)의 구조 밀도는 대략 0.1 ㎜ 내지 대략 0.5 ㎜(예를 들어 0.25 ㎜)의 범위에 있으며, 및/또는 천공부의 구조 밀도는 대략 0.05 ㎜ 내지 대략 0.3 ㎜의 범위에 있으며, 및/또는 가스 라인(112g)(예를 들어 원주를 따라)의 구조 밀도는 대략 0.01 ㎜ 내지 대략 0.05 ㎜의 범위에 있다. 예를 들어, 롤러 외부 튜브(112h)는 예를 들어 대략 5 ㎜ 이상의 피치, 대략 1 ㎜의 깊이 및/또는 대략 60°의 플랭크 각도를 갖는 원주방향 채널을 제공하는 원주방향 주변 그루브(예를 들어 나사 그루브와 유사함)를 가질 수 있다. 대안으로 또는 추가로, 롤러 외부 튜브(112h)는, 예를 들어 대략 4 ㎜의 폭(원주를 따라 회전 축선을 횡단하는 범위) 및/또는 대략 6 ㎜의 깊이를 갖는 가스 라인(112g)을 제공하는 축 방향(즉, 회전 축선을 따라)으로 연장되도록 형성되며, 온도 제어 롤러(112)의 원주 상에, 예를 들어 서로 등거리에 및/또는 매 9°마다 대략 40개(또는 대략 20개와 대략 80개 사이)가 분포된 다수의 그루브를 구비할 수 있다. 예를 들어, 천공부를 제공하는 다수의 슬릿(예를 들어 슬릿 장치)을 갖는 천공된 쉘(802)은 롤로 외부 튜브 상에 배열될 수 있으며(예를 들어 미끄러짐), 이들 슬릿 각각에 대해 예를 들어 대략 10 ㎜의 축 방향에서의 길이 및 이에 횡단하는 대략 0.3 ㎜의 폭을 갖는 것이 가능하면, 서로에 직접 인접하는 슬릿은 축 방향에서 일정 거리에 있을 수 있으며 및/또는 서로 직접 인접한 슬릿(예를 들어, 축방향으로 연장되도록 형성된 열(row)로, 즉 하나가 다른 하나를 바로 뒤따르는 슬릿의 열로)은 예를 들어 각각의 경우에 대략 8.5 ㎜(예시로서, (10 ㎜ 길이+7 ㎜ 거리)/2=8.5 ㎜))로 서로 오프셋되어 배열된다. 예를 들어, 제 1 가스 분배 층(602)을 제공하는 베이스 층 및/또는 롤러 쉘(112m)을 제공하는 상부 층을 포함할 수 있는 미세다공성 코팅이 도포될 수 있다. 예를 들어, 베이스 층은 대략 2 ㎜의 두께를 가질 수 있으며, 알루미늄을 포함하거나 알루미늄으로 형성될 수 있고, 및/또는 대략 5 % 내지 대략 25 %(예를 들어 대략 10 %) 범위의 다공성을 가질 수 있다. 예를 들어, 상부 층은 대략 0.5 ㎜의 두께 또는 적어도 베이스 층보다 작은 두께를 가질 수 있다. 예를 들어, 상부 층은 하나 이상의 산화물(예를 들어 알루미늄 산화물(예를 들어 Al2O3), 크롬 산화물, 티타늄 산화물, 이트륨 산화물 및/또는 지르코늄 산화물(예를 들어 ZrO))을 포함하거나 이것으로 형성될 수 있다.
실시형태 43은 실시형태 1 내지 42 중 어느 하나에 따른 온도 제어 롤러(112)이며, 롤러 쉘(112m)(예를 들어 그의 다공성 층 및/또는 고체 입자)은 세라믹(예를 들어 지르코늄 산화물 또는 알루미늄 산화물)을 포함하거나 이에 의해 형성된다.
실시형태 44는 온도 제어 롤러(112), 예를 들어 실시형태 1 내지 43 중 어느 하나에 따른 온도 제어 롤러(112)이며, 회전 축선을 형성하며, 다수의 가스 출구 개구부(112o)를 제공하는 상호연결된 기공의 네트워크를 갖는 원통형 롤러 쉘(112m); 가스 공급부를 연결하기 위한 가스 연결부를 갖는 가스 분배 구조체(402); 원통형 롤러 쉘(112m)에 또는 원통형 롤러 쉘(112m)로부터 에너지를 공급 및/또는 추출하도록 구성된 온도 제어 장치(1124)(예를 들어 냉각 장치)를 구비하며, 가스 분배 구조체(402)는, 다수의 가스 출구 개구부(112o)와 가스 연결부 사이에 가스 전도 연결부를 제공하거나 또는 이러한 연결부의 적어도 일부분인, 회전 축선에 횡방향으로 뻗어있는 다수의 원주방향 채널(702g)을 구비하며, 각 원주방향 채널(702g)은 회전 축선을 중심으로 종방향으로 연장되도록 형성되며, 가스 분배 구조체(402)는 또한, 다수의 가스 출구 개구부(112o)와 가스 연결부 사이에 가스 전도 연결부를 제공하거나 또는 가스 전도 연결부의 적어도 일부분인 다공성 층을 구비하며, 다공성 층과 상호연결된 기공의 네트워크는 하기의 특성: 공간 기공 밀도; 공간 기공 사이즈; 및/또는 다공도 중 적어도 하나에서 상이하다.
실시형태 45는 온도 제어 롤러(112), 예를 들어 실시형태 1 내지 44 중 어느 하나에 따른 온도 제어 롤러(112)이며, 회전 축선을 형성하며, 다수의 가스 출구 개구부(112o)를 제공하는 상호연결된 기공의 네트워크를 갖는 원통형 롤러 쉘(112m); 가스 공급부를 연결하기 위한 가스 연결부를 갖는 가스 분배 구조체(402); 원통형 롤러 쉘(112m)에 또는 원통형 롤러 쉘(112m)로부터 에너지를 공급 및/또는 추출하도록 구성된 온도 제어 장치(1124)(예를 들어 냉각 장치)를 구비하며, 가스 분배 구조체(402)는, 다수의 가스 출구 개구부(112o)와 가스 연결부 사이에 가스 전도 연결부를 제공하거나 또는 이러한 연결부의 적어도 일부분인 다공성 층을 구비하며, 다공성 층과 상호연결된 기공의 네트워크는 하기의 특성: 공간 기공 밀도; 공간 기공 사이즈; 및/또는 다공도 중 적어도 하나에서 상이하다.
실시형태 46은 온도 제어 롤러(112), 예를 들어 실시형태 1 내지 45 중 어느 하나에 따른 온도 제어 롤러(112)이며, 회전 축선을 형성하며, 다수의 가스 출구 개구부(112o)를 제공하는 상호연결된 기공의 네트워크를 갖는 원통형 롤러 쉘(112m); 가스 공급부를 연결하기 위한 가스 연결부를 갖는 가스 분배 구조체(402); 원통형 롤러 쉘(112m)에 또는 원통형 롤러 쉘(112m)로부터 에너지를 공급 및/또는 추출하도록 구성된 온도 제어 장치(1124)(예를 들어 냉각 장치)를 구비하며, 상호연결된 기공의 네트워크는 하기의 특성: 공간 기공 밀도; 공간 기공 사이즈; 및/또는 다공도 중 적어도 하나에서 (예를 들어 회전 축선을 횡단하는 방향을 따라) 구배를 갖고 있다.
실시형태 47은 온도 제어 롤러(112), 예를 들어 실시형태 1 내지 46 중 어느 하나에 따른 온도 제어 롤러(112)이며, 회전 축선을 형성하며, 다수의 가스 출구 개구부(112o)를 구비하는 원통형 롤러 쉘(112m); 가스 공급부를 연결하기 위한 가스 연결부를 갖는 가스 분배 구조체(402); 원통형 롤러 쉘(112m)에 또는 원통형 롤러 쉘(112m)로부터 에너지를 공급 및/또는 추출하도록 구성된 온도 제어 장치(1124)(예를 들어 냉각 장치)를 구비하며, 가스 분배 구조체(402)는, 가스 연결부에 다수의 가스 출구 개구부(112o)의 가스 전도 연결부를 제공하거나 또는 이러한 연결부의 적어도 일부분인 다수의 원주방향 채널(702g)을 구비하며, 각 원주방향 채널(702g)은 회전 축선을 중심으로 (예를 들어 폐쇄 또는 나선형) 경로를 따라 종방향으로 연장되도록 형성된다.
실시형태 48은 운송 장치이며, 실시형태 1 내지 47 중 어느 하나에 따른 온도 제어 롤러(112)와, 순환 방식으로 이들 사이에 기판을 감도록 구성된 2개의 궤도 와인딩 롤러(예를 들어 언와인딩 롤러 및 와이딩업 롤러)와, 운송 경로를 따라 순환 방식으로 기판을 감기 위해 2개의 궤도 와인딩 롤러 사이에, 온도 제어 롤러(112)와 함께 운송 경로를 제공하는 다수의 선택적인 운송 롤러(122)를 구비한다.
실시형태 49는 진공 장치이며, 실시형태 48에 따른 운송 장치와, 온도 제어 롤러(112)에 의해서 운송된 기판을 처리하기 위한 처리 공급원(예를 들어 코팅을 위한 코팅 재료 공급원)을 구비한다.
실시형태 50은 실시형태 49에 따른 진공 장치이며, 온도 제어 롤러(112)가 내부에 배치되는 진공 챔버를 또한 구비한다.
실시형태 51은 방법이며, 온도 제어 롤러(112), 예를 들어 실시형태 1 내지 50 중 어느 하나에 따른 온도 제어 롤러(112)에 의해 순환 방식으로 기판을 감는 단계와, 온도 제어 롤러(112)와 기판 사이에 가스를 도입하는 단계와, 기판에 정전기적 인력을 전달하기 위해서 온도 제어 롤러(112)와 기판 사이에 전기 전압을 제공하는 단계와, 코팅 재료로 기판을 코팅하기 위해서 온도 제어 롤러(112)의 방향에서 코팅 재료를 선택적으로 방출하는 단계와, 예를 들어 기판이 처리되는 작동 지점을 나타내는 파라미터에 기초하여, 개방 루프 및/또는 폐쇄 루프에서 전기 전압을 선택적으로 제어하는 단계로서, 상기 전기 전압은 선택적으로 분균일하게 공간적으로 분배되는, 제어 단계와, 온도 제어 롤러(112)에 의해서 기판으로부터 또는 기판에 열 에너지를 선택적으로 추출 및/또는 공급하는 단계를 포함한다.
실시형태 52는 방법이며, 온도 제어 롤러(112)를 스퍼터링 소스로서 세팅시키는, 예를 들어 전기 스퍼터링 전위(예를 들어 교류 자장을 발생시키기 위한)를 온도 제어 롤러(112)에 커플링시키는 단계와, 스퍼터링 캐소드에 의해 플라즈마를 생성하는 단계와, 예를 들어 온도 제어 롤러(112)를 세정하기 위해 플라즈마에 의해 온도 제어 롤러(112)의 재료(예를 들어 금속 재료)를 분무하는 단계와, 선택적으로 처리 장치를 교환하는 단계를 포함하며, 이러한 교환은 예를 들어 스퍼터링 장치를 위한 증발 도가니를 교환하는 것을 포함하며, 스퍼터링 장치는 온도 제어 롤러(112)를 스퍼터링 캐소드로서 이용한다.

Claims (16)

  1. 온도 제어 롤러(112)에 있어서,
    · 다수의 가스 출구 개구부(112o)를 갖는 원통형 롤러 쉘(112m);
    · 상기 롤러 쉘(112m)에 열 에너지를 공급하고 및/또는 상기 롤러 쉘(112m)로부터 열 에너지를 추출하도록 구성된 온도 제어 장치(1124);
    · 회전 축선을 따라 연장되는 다수의 가스 라인(112g);
    · 상기 다수의 가스 라인(112g) 및 상기 다수의 가스 출구 개구부(112o)를 가스 전도 방식으로 서로에 커플링시키는 가스 분배 구조체(402)를 포함하며,
    · 상기 가스 분배 구조체(402)는 상기 롤러 쉘(112m)보다 낮은 구조 밀도(1041) 및/또는 상기 롤러 쉘(112m)보다 큰 전기 전도성을 갖는
    온도 제어 롤러.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 구조 밀도(1041)는 가스 전도 개구부를 나타내는
    온도 제어 롤러.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 가스 분배 구조체(402)는 가스 분배 구조체(402)의 구조 밀도(1041)에 의해 표시되는 다공성 층을 구비하는
    온도 제어 롤러.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가스 분배 구조체(402)는 그들의 구조 밀도(1041)에서 서로 상이한 다수의 층을 구비하는
    온도 제어 롤러.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가스 분배 구조체(402)는 다수의 원주방향 채널을 포함하며, 각 원주방향 채널은 다수의 가스 라인(112g)을 가스 전도 방식으로 서로에 커플링시키는
    온도 제어 롤러.
  6. 제 5 항에 있어서,
    다수의 원주방향 채널의 각 원주방향 채널은 회전 축선을 중심으로 종방향으로 연장되는
    온도 제어 롤러.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가스 분배 구조체(402)는 구조 밀도(1041)에 의해 표시되는 다수의 천공부에 의해 천공되는 가스 분배 층을 구비하는
    온도 제어 롤러.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 롤러 쉘(112m)은 구조 밀도(1041)에서 구배(gradient)를 갖는
    온도 제어 롤러.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 롤러 쉘(112n)은 유전체인
    온도 제어 롤러.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 온도 제어 장치(1124)는 온도 제어 유체를 수용하기 위한 캐비티를 갖는 원통형 하우징을 구비하는
    온도 제어 롤러.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    전기 전위를 상기 가스 분배 구조체(402)에 커플링시키기 위해 전기 전도 방식으로 가스 분배 구조체(402)에 연결된 접촉 장치를 또한 구비하는
    온도 제어 롤러.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가스 분배 구조체(402)는 서로 전기 절연되고 그리고 전기 전도성인 다수의 세그먼트를 구비하는
    온도 제어 롤러.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가스 분배 구조체(402)는 이방성 전기 전도성을 갖는
    온도 제어 롤러.
  14. 운송 장치에 있어서,
    · 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 기재된 온도 제어 롤러(112)와,
    · 상기 온도 제어 롤러(112)에 의해 순환 방식으로 그들 사이에 기판을 감도록 구성된 2개의 순환 편향 롤러(112a, 112b)를 구비하는
    순환 장치.
  15. 진공 장치에 있어서,
    · 제 14 항에 기재된 운송 장치와,
    · 온도 제어 롤러(112)에 의해 운송된 기판(102)을 처리하기 위한 처리 공급원(306, 308)을 구비하는
    진공 장치.
  16. 방법에 있어서,
    · 온도 제어 롤러(112)에 의해 순환 방식으로 기판(102)을 감는 것과;
    · 상기 온도 제어 롤러(112)와 상기 기판(102) 사이에 가스를 도입하는 것과;
    · 상기 기판에 정전기적 인력을 전달하기 위해서 상기 온도 제어 롤러(112)와 상기 기판(102) 사이에 전기 전압을 제공하는 것을 포함하는
    방법.
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