KR20220057711A - Roll-to-roll vacuum deposition monitoring system using optical inspection module - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 롤투롤 진공 증착 모니터링 시스템에 관한 것으로, 특히 롤투롤 방식에 의해 박막 증착 공정이 진행되는 롤투롤 진공 증착 장치의 진공 챔버 내에 광학 검사 모듈을 구비하여 기판 상에 증착된 박막에 대한 다양한 측정이 수행되도록 하고, 진공 챔버 외부에 배치되는 분석 장치가 상기 광학 검사 모듈로부터 측정 정보를 입력받은 후 분석하여 실시간으로 박막 증착 상태가 모니터링되도록 구성함으로써, 박막 결함이 발생한 경우 신속하게 대처할 수 있도록 하고, 기판에 대한 박막 증착 및 검사를 위한 시간, 노력 및 비용을 최소화하여 생산성을 향상시킬 수 있으며, 기판의 오염 가능성을 감소시킬 수 있도록 하는 광학 검사 모듈을 이용한 롤투롤 진공 증착 모니터링 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a roll-to-roll vacuum deposition monitoring system, and in particular, by providing an optical inspection module in a vacuum chamber of a roll-to-roll vacuum deposition apparatus in which a thin film deposition process is performed by a roll-to-roll method, various measurements of thin films deposited on a substrate This is performed, and the analysis device disposed outside the vacuum chamber receives the measurement information from the optical inspection module and analyzes it so that the thin film deposition state is monitored in real time, so that when a thin film defect occurs, it can be quickly dealt with, It relates to a roll-to-roll vacuum deposition monitoring system using an optical inspection module that can improve productivity by minimizing time, effort, and cost for thin film deposition and inspection on a substrate, and can reduce the possibility of contamination of a substrate.
일반적으로 플렉시블 디스플레이의 액정 디스플레이, 유기 EL 디스플레이, E-ink 등에서 액정을 싸고 있는 기판은 유연성이 좋은 고분자 박막 필름을 사용하고 있다.In general, a flexible polymer thin film film is used for the substrate covering the liquid crystal in the liquid crystal display, organic EL display, E-ink, etc. of the flexible display.
이와 같은 고분자 박막 필름에는 롤투롤(rool-to roll) 진공 증착 장치에 의해 ITO, ZnO, SnO2, In2O3, Nb2O5, SiOx 등으로 이루어진 투명 도전막 또는 기능성 코팅층 등이 형성될 수 있다.A transparent conductive film or a functional coating layer made of ITO, ZnO, SnO2, In2O3, Nb2O5, SiOx, etc. may be formed on such a polymer thin film by a roll-to-roll vacuum deposition apparatus.
일반적으로 플렉시블 디스플레이는 액정 디스플레이, 유기 EL 디스플레이, E-ink 등에서 액정을 싸고 있는 유리기판을 플렉시블 필름으로 대체하여 접고 펼 수 있는 유연성을 부여한 것으로서, 가볍고 충격에 강할 뿐 아니라, 휘거나 굽힐 수 있어 다양한 형태로 제작이 가능하므로 근래에 그 연구가 활발히 이루어지고 있다.In general, flexible displays provide flexibility to fold and unfold by replacing the glass substrate covering liquid crystal in liquid crystal displays, organic EL displays, and E-inks with flexible films. Since it can be manufactured in a shape, research on it has been actively conducted in recent years.
이러한 플렉서블 기술 분야에서는, 박막을 형성하기 위한 장비로 롤투롤 공정이 가능한 진공 증착 장치에 대한 요구가 높은 것이 사실이다.In this flexible technology field, it is true that there is a high demand for a vacuum deposition apparatus capable of a roll-to-roll process as equipment for forming a thin film.
이러한 진공 증착 장비를 롤투롤로 제조하려는 노력이 있어 왔다. 대한민국 등록특허 10-1273771호(이하, "선행기술문헌1"이라 함)는 필름 형태의 피증착물을 연속적으로 성막할 수 있는 롤투롤 스퍼터링 시스템을 제안하고 있다.Efforts have been made to manufacture such vacuum deposition equipment in a roll-to-roll manner. Republic of Korea Patent Registration No. 10-1273771 (hereinafter referred to as "
이와 같은 롤투롤 스퍼터링 시스템을 통해 필름에 박막을 증착한 후에는 상기 박막에 대한 다양한 측정, 테스트가 수행되어야 한다. 종래에는 필름에 대한 박막 증착 공정과 별개로 필름 상의 박막에 대한 테스트, 측정을 수행하는 검사 공정을 추가적으로 진행하였다. 결과적으로 필름 상에 박막 증착 공정과 필름 상에 증착된 박막에 대한 다양한 측정, 테스트를 수행하는 검사 공정이 별개의 장치에서 수행되고, 이로 인하여 필요 이상의 시간, 노력 및 비용이 소요되는 문제점이 발생한다.After depositing a thin film on a film through such a roll-to-roll sputtering system, various measurements and tests must be performed on the thin film. In the prior art, an inspection process of performing tests and measurements on a thin film on a film was additionally performed separately from a thin film deposition process on a film. As a result, the thin film deposition process on the film and the inspection process for performing various measurements and tests on the thin film deposited on the film are performed in separate devices, which requires more time, effort, and cost than necessary. .
또한, 상기 필름 상에 박막을 증착한 후, 별도의 검사 장치를 통해 필름 상의 박막에 대한 다양한 측정, 테스트를 수행하게 되면, 이동 및 시간의 경과에 따라, 필름 상의 박막에 산화가 발생할 수 있고 오염 가능성이 높아지는 문제점을 발생시킨다.In addition, after depositing a thin film on the film, if various measurements and tests are performed on the thin film on the film through a separate inspection device, oxidation may occur in the thin film on the film and contamination may occur over time and movement. Problems that are likely to increase.
또한, 대한민국 공개특허 제10-2013-0125900호(이하, "선행기술문헌2"라 함)는 플렉시블 인쇄회로기판 유닛들이 연속적으로 형성된 필름 또는 테이프 형태의 검사대상물 외관을 광학적인 방식을 이용하여 자동 검사하는 자동 광학 검사 시스템을 제안하고 있다.In addition, Korean Patent Laid-Open No. 10-2013-0125900 (hereinafter referred to as "Prior Art Document 2") discloses that flexible printed circuit board units are continuously formed in a film or tape form to automatically inspect the appearance of an object using an optical method. We propose an automatic optical inspection system that inspects.
그러나, 선행기술문헌2는 역시 필름 상에 박막을 증착하는 박막 증착 공정과 별개로 별도의 장치를 이용하여 진행되는 것이기 때문에, 필름에 대한 박막 증착 및 검사 공정을 위한 시간, 노력 및 비용이 필요 이상 소요될 수밖에 없다. 또한, 선행기술문헌2에서의 광학 검사는 비젼 검사를 기본으로 하기 때문에, 필름 상의 박막에 대한 단순한 불량 여부만을 검출할 수 있을 뿐, 박막 두께 측정이 어렵고 결과적으로 박막 두께 편차를 분석할 수 없으며, 광학 밀도 분포 역시 분석할 수 없는 문제점을 가진다.However, since the prior art document 2 is also conducted using a separate device separately from the thin film deposition process of depositing a thin film on a film, time, effort, and cost for thin film deposition and inspection process for the film are more than necessary. inevitably it will take In addition, since the optical inspection in Prior Art Document 2 is based on the vision inspection, it is possible to detect only a simple defect of the thin film on the film, it is difficult to measure the thin film thickness, and as a result, it is not possible to analyze the thin film thickness deviation, The optical density distribution also has a problem that cannot be analyzed.
또한, 선행기술문헌1 및 선행기술문헌2는 단순히 증착 장치 및 검사 장치에 대한 기술적 구성을 제시하고 있을 뿐, 박막 증착 상태를 실시간으로 모니터링하는 기술적 구성에 대해서는 전혀 시사하지 못하고 있다.In addition,
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 롤투롤 방식에 의해 박막 증착 공정이 진행되는 롤투롤 진공 증착 장치의 진공 챔버 내에 광학 검사 모듈을 구비하여 기판 상에 증착된 박막에 대한 다양한 측정이 수행되도록 하고, 진공 챔버 외부에 배치되는 분석 장치가 상기 광학 검사 모듈로부터 측정 정보를 입력받은 후 분석하여 실시간으로 박막 증착 상태가 모니터링되도록 구성함으로써, 박막 결함이 발생한 경우 신속하게 대처할 수 있도록 하고, 기판에 대한 박막 증착 및 검사를 위한 시간, 노력 및 비용을 최소화하여 생산성을 향상시킬 수 있으며, 기판의 오염 가능성을 감소시킬 수 있도록 하는 광학 검사 모듈을 이용한 롤투롤 진공 증착 모니터링 시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.The present invention was devised to solve the problems of the prior art as described above, and a thin film deposited on a substrate by having an optical inspection module in a vacuum chamber of a roll-to-roll vacuum deposition apparatus in which a thin film deposition process is performed by a roll-to-roll method In order to perform various measurements on the thin film, the analysis device disposed outside the vacuum chamber receives the measurement information from the optical inspection module and analyzes it so that the thin film deposition status is monitored in real time, so that when a thin film defect occurs, it can be quickly dealt with. A roll-to-roll vacuum deposition monitoring system using an optical inspection module that can improve productivity by minimizing time, effort, and cost for thin film deposition and inspection on a substrate, and reduce the possibility of contamination of a substrate It is intended to provide
상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여 제안된 본 발명인 광학 검사 모듈을 이용한 롤투롤 진공 증착 모니터링 시스템을 이루는 구성수단은, 롤투롤 진공 증착 모니터링 시스템에 있어서, 진공 챔버 내에서 롤투롤 방식에 의해 기판에 대해 박막 증착 공정을 수행하되, 진공 챔버 내에서 기판의 박막에 대해 광학 검사를 수행하는 광학 검사 모듈을 구비하는 롤투롤 진공 증착 장치; 상기 롤투롤 진공 증착 장치의 외부에 배치되어 상기 광학 검사 모듈에서 전송된 측정 정보를 분석하여 실시간으로 박막 증착 상태를 모니터링하는 모니터링 장치를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The constituent means constituting the roll-to-roll vacuum deposition monitoring system using the optical inspection module of the present invention proposed to solve the above technical problems is, in the roll-to-roll vacuum deposition monitoring system, applied to the substrate by the roll-to-roll method in the vacuum chamber. a roll-to-roll vacuum deposition apparatus having an optical inspection module performing an optical inspection on a thin film of a substrate in a vacuum chamber; and a monitoring device disposed outside the roll-to-roll vacuum deposition apparatus to analyze the measurement information transmitted from the optical inspection module to monitor the thin film deposition state in real time.
여기서, 상기 모니터링 장치는 제어부, 상기 제어부의 제어에 따라 상기 측정 정보를 입력받는 입력부, 상기 제어부의 제어에 따라 상기 측정 정보를 분석하여 박막의 결함 여부를 포함한 분석 결과 정보를 생성하는 분석부, 상기 제어부의 제어에 따라 상기 분석 결과 정보를 시각화하여 디스플레이하는 시각화부 및 상기 제어부의 제어에 따라 박막에 결함이 발생한 경우 알람을 발생시키는 알람부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.Here, the monitoring device includes a control unit, an input unit for receiving the measurement information under the control of the control unit, an analysis unit for analyzing the measurement information under the control of the control unit to generate analysis result information including whether the thin film is defective, the It is characterized in that it comprises a visualization unit for visualizing and displaying the analysis result information under the control of the control unit, and an alarm unit for generating an alarm when a defect occurs in the thin film under the control of the control unit.
여기서, 상기 분석부는 상기 측정 정보를 분석하여 결함 유무, 결함 유형, 결함 발생 원인 및 결함 발생 시점 또는 위치를 포함한 분석 결과 정보를 생성하는 것을 특징으로 한다.Here, the analyzer analyzes the measurement information to generate analysis result information including the presence or absence of a defect, a defect type, a cause of a defect, and a time or location of the defect.
또한, 상기 롤투롤 진공 증착 장치는, 기판을 풀어주는 언와인딩 롤러와, 상기 언와인딩 롤러로부터 텐션이 유지된 상태로 전달되는 기판의 일면이 노출되도록 이동시키되, 상기 기판의 일면에 대해 박막 증착 공정을 수행하는 증착 모듈과, 상기 증착 모듈로부터 텐션이 유지된 상태로 이동되는 기판의 박막에 대해 광학 검사를 수행하는 광학 검사 모듈과, 상기 광학 검사 모듈로부터 텐션이 유지된 상태로 전달되는 기판을 되감는 와인딩 롤러를 포함하되, 상기 광학 검사 모듈은 상기 이동되는 기판에 광을 조사하는 광원 센서 모듈과, 상기 기판을 투과한 광을 입력받아 박막의 광학 밀도와 두께 중 적어도 하나를 측정하는 수광 센서 모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, in the roll-to-roll vacuum deposition apparatus, an unwinding roller for unwinding a substrate, and one surface of the substrate transferred from the unwinding roller in a state in which tension is maintained are moved so that one surface of the substrate is exposed, and a thin film deposition process on one surface of the substrate A deposition module for performing the above, an optical inspection module for performing optical inspection on a thin film of a substrate that is moved from the deposition module in a state in which tension is maintained, and a substrate transferred from the optical inspection module in a state in which tension is maintained. A winding roller, wherein the optical inspection module includes a light source sensor module for irradiating light to the moving substrate, and a light receiving sensor module for receiving light transmitted through the substrate and measuring at least one of an optical density and a thickness of the thin film It is characterized in that it includes.
상기와 같은 과제 및 해결수단을 가지는 본 발명인 광학 검사 모듈을 이용한 롤투롤 진공 증착 모니터링 시스템에 의하면, 롤투롤 방식에 의해 박막 증착 공정이 진행되는 롤투롤 진공 증착 장치의 진공 챔버 내에 광학 검사 모듈을 구비하여 기판 상에 증착된 박막에 대한 다양한 측정이 수행되도록 하고, 진공 챔버 외부에 배치되는 분석 장치가 상기 광학 검사 모듈로부터 측정 정보를 입력받은 후 분석하여 실시간으로 박막 증착 상태가 모니터링되도록 구성하기 때문에, 박막 결함이 발생한 경우 신속하게 대처할 수 있도록 하고, 기판에 대한 박막 증착 및 검사를 위한 시간, 노력 및 비용을 최소화하여 생산성을 향상시킬 수 있으며, 기판의 오염 가능성을 감소시킬 수 있도록 하는 장점이 발생된다.According to the roll-to-roll vacuum deposition monitoring system using the optical inspection module of the present invention having the above problems and solutions, an optical inspection module is provided in the vacuum chamber of the roll-to-roll vacuum deposition apparatus in which the thin film deposition process is performed by the roll-to-roll method In order to perform various measurements on the thin film deposited on the substrate, and the analysis device disposed outside the vacuum chamber receives the measurement information from the optical inspection module and analyzes it, the thin film deposition state is monitored in real time. When a thin film defect occurs, it can be quickly dealt with, and by minimizing time, effort and cost for thin film deposition and inspection on the substrate, productivity can be improved, and the possibility of contamination of the substrate can be reduced. .
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 광학 검사 모듈을 이용한 롤투롤 진공 증착 모니터링 시스템의 구성 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 광학 검사 모듈을 이용한 롤투롤 진공 증착 모니터링 시스템을 구성하는 모니터링 장치의 구성 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 광학 검사 모듈을 이용한 롤투롤 진공 증착 모니터링 시스템을 구성하는 롤투롤 진공 증착 장치의 제1 형태에 대한 개략적인 단면 구성도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 광학 검사 모듈을 이용한 롤투롤 진공 증착 모니터링 시스템을 구성하는 롤투롤 진공 증착 장치의 제2 형태에 대한 개략적인 단면 구성도이다.1 is a block diagram of a roll-to-roll vacuum deposition monitoring system using an optical inspection module according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram of a monitoring device constituting a roll-to-roll vacuum deposition monitoring system using an optical inspection module according to an embodiment of the present invention.
3 is a schematic cross-sectional configuration diagram of a first form of a roll-to-roll vacuum deposition apparatus constituting a roll-to-roll vacuum deposition monitoring system using an optical inspection module according to an embodiment of the present invention.
4 is a schematic cross-sectional configuration diagram of a second form of a roll-to-roll vacuum deposition apparatus constituting a roll-to-roll vacuum deposition monitoring system using an optical inspection module according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 상기와 같은 과제, 해결수단 및 효과를 가지는 본 발명인 광학 검사 모듈을 이용한 롤투롤 진공 증착 모니터링 시스템에 관한 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, a preferred embodiment of a roll-to-roll vacuum deposition monitoring system using an optical inspection module according to the present invention having the above problems, solutions and effects will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다. Since the present invention can apply various transformations and can have various embodiments, specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. Effects and features of the present invention, and a method for achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below and may be implemented in various forms.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, and when described with reference to the drawings, the same or corresponding components are given the same reference numerals, and the overlapping description thereof will be omitted. .
이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다. In the following embodiments, terms such as include or have means that the features or components described in the specification are present, and the possibility that one or more other features or components will be added is not excluded in advance.
도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.In the drawings, the size of the components may be exaggerated or reduced for convenience of description. For example, since the size and thickness of each component shown in the drawings are arbitrarily indicated for convenience of description, the present invention is not necessarily limited to the illustrated bar.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 광학 검사 모듈을 이용한 롤투롤 진공 증착 모니터링 시스템의 구성 블록도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 광학 검사 모듈을 이용한 롤투롤 진공 증착 모니터링 시스템을 구성하는 모니터링 장치의 구성 블록도이다.1 is a block diagram of a roll-to-roll vacuum deposition monitoring system using an optical inspection module according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a configuration of a roll-to-roll vacuum deposition monitoring system using an optical inspection module according to an embodiment of the present invention It is a configuration block diagram of a monitoring device.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 광학 검사 모듈을 이용한 롤투롤 진공 증착 모니터링 시스템(300)은 광학 검사 모듈(50)을 구비하는 롤투롤 진공 증착 장치(100)와 상기 광학 검사 모듈(50)과 유선 또는 무선으로 연결되어 측정 정보를 입력받아 분석하고, 이로부터 실시간으로 박막 증착 상태를 모니터링하는 모니터링 장치(200)를 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 1 , the roll-to-roll vacuum
상기 롤투롤 진공 증착 장치(100)는 진공 챔버(1) 내에서 롤투롤 방식에 의해 기판에 대해 박막 증착 공정을 수행하되, 진공 챔버(1) 내에서 기판의 박막에 대해 광학 검사를 수행하는 광학 검사 모듈(50)을 구비한다.The roll-to-roll
본 발명에 적용되는 상기 광학 검사 모듈(50)은 박막 증착 공정이 진행되는 진공 챔버(1) 외측에 배치되는 것이 아니라, 롤투롤 방식에 의해 기판에 대한 박막 증착 공정이 진행되는 진공 챔버(1) 내에 배치되어, 기판 상에 증착된 박막에 대해 연속해서 실시간으로 검사하여 측정 정보를 생성한 후, 이를 상기 모니터링 장치(200)로 전송한다.The
기존에는 진공 챔버(1) 내에서 박막 증착 공정만이 진행되고, 박막 검사 공정은 별도의 검사 장치를 이용하여 개별적으로 진행되었다. 이에 반해, 본 발명에 따른 롤투롤 진공 증착 모니터링 시스템은 기판에 대한 박막 증착 공정과 일련의 공정으로서, 기판의 박막에 대한 광학 검사를 진공 챔버(1) 내에서 수행한다. 결과적으로, 기판에 대한 박막 증착 및 검사 공정을 수행하기 위한 시간, 노력 및 비용이 감소될 수 있다.Conventionally, only the thin film deposition process is performed in the
상기 광학 검사 모듈(50)에서 수행한 광학 검사의 결과 정보, 즉 측정 정보는 상기 모니터링 장치(200)로 전송된다. 그러면, 상기 모니터링 장치(200)는 상기 측정 정보를 분석하여 실시간으로 박막 증착 상태를 모니터링하는 동작을 수행한다. 즉, 상기 모니터링 장치(200)는 상기 롤투롤 진공 증착 장치(100)의 외부에 배치되어 상기 광학 검사 모듈(50)에서 전송된 측정 정보를 분석하여 실시간으로 박막 증착 상태를 모니터링하는 동작을 수행한다.Result information of the optical inspection performed by the
이와 같은 동작을 수행하는 본 발명에 따른 모니터링 장치(200)는 도 2에 도시된 바와 같이, 제어부(210), 상기 제어부(210)의 제어에 따라 상기 측정 정보를 입력받는 입력부(230), 상기 제어부(210)의 제어에 따라 상기 측정 정보를 분석하여 박막의 결함 여부를 포함한 분석 결과 정보를 생성하는 분석부(250), 상기 제어부(210)의 제어에 따라 상기 분석 결과 정보를 시각화하여 디스플레이하는 시각화부(270) 및 상기 제어부(210)의 제어에 따라 박막에 결함이 발생한 경우 알람을 발생시키는 알람부(290)를 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 2 , the
상기 제어부(210)는 상기 모니터링 장치(200)의 전반적인 동작을 제어한다. 즉, 상기 제어부(210)는 상기 입력부(230), 분석부(250), 시각화부(270) 및 알람부(290)의 동작을 제어한다.The
상기 입력부(230)는 상기 제어부(210)의 제어에 따라 상기 광학 검사 모듈(50), 구체적으로 후술할 수광 센서 모듈(53)과 유선 또는 무선으로 연결되어 측정 정보를 입력받는다. 상기 제어부(210)는 상기 입력부(230)를 제어하여 일정한 주기마다 실시간으로 상기 측정 정보가 입력될 수 있도록 한다.The
상기 입력부(230)를 통해 주기적으로 또는 실시간으로 입력되는 측정 정보는 상기 제어부(210)의 제어에 따라 상기 분석부(250)로 전달되어 분석된다. 즉, 상기 분석부(250)는 상기 제어부(210)의 제어에 따라 상기 측정 정보를 전달받아서 분석하는 동작을 수행한다. 상기 분석부(250)는 상기 측정 정보를 분석하여 기본적으로 박막의 결함 여부에 대한 분석 결과 정보를 생성하고 상기 제어부(210)의 제어에 따라 추가적인 결과를 생성한다. 즉, 상기 분석부(250)는 상기 박막의 결함 여부를 포함한 분석 결과 정보를 생성하는 동작을 수행한다.Measurement information inputted periodically or in real time through the
구체적으로, 상기 분석부(250)는 상기 측정 정보를 분석하여 결함 유무, 결함 유형, 결함 발생 원인 및 결함 발생 시점 또는 위치를 포함한 분석 결과 정보를 생성하는 동작을 수행한다.Specifically, the
여기서, 상기 분석 결과 정보에 포함되는 상기 결함 유무는 박막에 결함이 존재하는지 여부에 대한 결과 정보로서, 결함이 존재한다 또는 결함이 존재하지 않는다에 관한 결과 정보에 해당한다. 상기 분석 결과 결함이 존재하고 있는 것으로 분석되면, 상기 분석부(250)는 상기 결함의 유형을 분석하여 분석 결과 정보로서 생성한다. 즉, 상기 분석부(250)는 결함이 존재한 것으로 분석되면, 해당 결함이 핀홀, 스크래치, 얼룩 중 적어도 어느 하나에 해당하는지를 분석하고, 더 나아가 상기 핀홀, 스크래치, 얼룩의 사이즈 또는 형태에 대한 분석 결과 정보를 생성한다.Here, the presence or absence of the defect included in the analysis result information is result information on whether a defect exists in the thin film, and corresponds to result information regarding whether a defect exists or does not exist. When it is analyzed that a defect exists as a result of the analysis, the
상기 분석부(250)가 상기 결함 유형에 대한 분석 결과 정보, 즉 결함이 핀홀, 스크래치 및 얼룩 중 적어도 어느 하나에 해당하는지를 판단하고, 해당 결함의 사이즈 또는 형태에 대한 분석 결과 정보를 생성하면, 해당 결함의 발생 원인을 분석한다. 즉, 상기 분석부(250)는 상기 결함 유형이 발생한 원인, 예를 들어 해당 결함이 증착 공정 조건들, 예를 들어 기판 이동 속도, 진공도, 파워 중, 적어도 하나에 의해 해당 결함이 발생한 것을 판단하여 분석 결과 정보로 생성한다.When the
더 나아가 상기 분석부(250)는 상기 해당 결함의 발생 시점 또는 위치를 분석하여 분석 결과 정보로 생성한다. 예를 들어, 상기 분석부(250)는 상기 해당 결함이 박막 증착 직후에 발생했는지 또는 박막 증착 후 일정 시간 지난 후에 발생했는지 또는 특정 롤러에 의해 발생했는지 등에 대해 분석하여 분석 결과 정보로 생성한다.Furthermore, the
이와 같이 상기 분석부(250)에 의해 다양하고 구체적인 분석 결과 정보가 생성되면, 상기 제어부(210)는 상기 시각화부(270)를 제어하여 상기 분석 결과 정보가 다양한 형태로 시각화하여 디스플레이될 수 있도록 제어한다. 즉, 상기 시각화부(270)는 상기 제어부(210)의 제어에 따라 상기 다양한 분석 결과 정보를 다양한 정보 표시 형태를 통해 시각화하여 디스플레이한다. 예를 들어, 상기 시각화부(270)는 상기 분석 결과 정보를 그래프 표시 형태, 점멸 표시 형태, 색상 표시 형태 등 다양한 형태로 디스플레이할 수 있다. 이와 같은 시각화부(270)의 동작에 따라, 관리자는 실시간으로 박막 증착 상태를 시각적으로 확인하고 인지할 수 있으며, 박막 증착에 이상이 발생한 경우에는 신속하게 대처할 수 있다.As such, when various and specific analysis result information is generated by the
한편, 상기 분석부(250)에 의해 다양하고 구체적인 분석 결과 정보가 생성되면, 상기 제어부(210)는 상기 알람부(290)를 제어하여 결함 발생을 관리자에게 알리는 알람을 발생한다. 즉, 상기 알람부(290)는 상기 제어부(210)의 제어에 따라 상기 분석부(250)의 분석 결과 정보에 따라 결함이 발생한 경우에 알람을 발생시켜 관리자가 청각적으로 확인할 수 있도록 한다. 이와 같은 알람부(290)의 동작에 따라, 관리자는 실시간으로 박막 증착 상태의 불량을 청각적으로 확인하고 인지할 수 있으며, 박막 증착의 결함 발생에 대해 신속하게 대처할 수 있다.On the other hand, when various and detailed analysis result information is generated by the
이와 같은 본 발명인 광학 검사 모듈을 이용한 롤투롤 진공 증착 모니터링 시스템에 의하면, 롤투롤 방식에 의해 박막 증착 공정이 진행되는 롤투롤 진공 증착 장치의 진공 챔버(1) 내에 광학 검사 모듈을 구비하여 기판 상에 증착된 박막에 대한 다양한 측정이 수행되도록 하고, 진공 챔버(1) 외부에 배치되는 분석 장치가 상기 광학 검사 모듈로부터 측정 정보를 입력받은 후 분석하여 실시간으로 박막 증착 상태가 모니터링되도록 구성하기 때문에, 박막 결함이 발생한 경우 신속하게 대처할 수 있도록 하고, 기판에 대한 박막 증착 및 검사를 위한 시간, 노력 및 비용을 최소화하여 생산성을 향상시킬 수 있으며, 기판의 오염 가능성을 감소시킬 수 있도록 하는 장점이 발생된다.According to the roll-to-roll vacuum deposition monitoring system using the optical inspection module of the present invention as described above, an optical inspection module is provided in the
한편, 본 발명에 따른 광학 검사 모듈을 이용한 롤투롤 진공 증착 모니터링 시스템(300)을 구성하는 롤투롤 진공 증착 장치(100)는 다양하게 구성될 수 있다. 다만, 반드시 상기 광학 검사 모듈(50)은 박막 증착이 진행되는 진공 챔버(1) 내에서 배치된다.Meanwhile, the roll-to-roll
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 광학 검사 모듈을 이용한 롤투롤 진공 증착 모니터링 시스템을 구성하는 롤투롤 진공 증착 장치의 제1 형태에 따른 개략적인 구성 단면도이다.3 is a schematic structural cross-sectional view of a roll-to-roll vacuum deposition apparatus constituting a roll-to-roll vacuum deposition monitoring system using an optical inspection module according to an embodiment of the present invention.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 적용되는 롤투롤 진공 증착 장치(100)는 언와인딩 롤러(10), 증착 모듈(30), 광학 검사 모듈(50), 와인딩 롤러(70) 및 텐션/가이드 롤러(90)를 포함하여 구성된다.3, the roll-to-roll
상기 언와인딩 롤러(10)는 상기 와인딩 롤러(70)와 사이에서 상호 간의 회전 운동에 의해 기판(s), 구체적으로 필름 등의 플렉시블 기판(s)을 풀거나 또는 되감는 동작을 수행한다. 구체적으로 상기 언와인딩 롤러(10)는 상기 플렉시블 기판(s)을 풀어주는 동작을 수행하고, 상기 와인딩 롤러(70)는 후술하겠지만, 상기 광학 검사 모듈(50)로부터 텐션이 유지된 상태로 전달되는 기판(s)을 되감는 동작을 수행한다.The unwinding
상기 언와인딩 롤러(10)와 와인딩 롤러(70)는 상호 연동하여 필름형 피증착물, 즉 플렉시블 기판(s)을 감거나 풀어줌으로써 기판(s)을 증착 영역에 해당하는 증착 모듈(30)과 기판 상의 박막에 대한 검사, 테스트, 측정 등의 영역에 해당하는 광학 검사 모듈(50)을 따라 이송시킨다. 상기 언와인딩 롤러(10)에 감겨있는 상기 기판(s)은 복수의 텐션/가이드 롤러(90)를 통해 텐션이 유지되고 가이드되면서 상기 증착 모듈(30)과 광학 검사 모듈(50)을 통과하여 상기 와인딩 롤러(70)에 되감긴다. The unwinding
상기 언와인딩 롤러(10)와 와인딩 롤러(70) 중 적어도 한쪽에는 이송되는 플렉시블 기판(s)의 장력을 검출하기 위한 로드 셀(미도시)이 설치될 수 있다. 상기 플렉시블 기판(s)에 일정 크기 이상의 장력이 가해지면 상기 플렉시블 기판(s)이 파손될 수 있으므로, 로드 셀(미도시)은 상기 플렉시블 기판(s)의 장력을 모니터링하여 이를 방지한다. 즉, 로드 셀은 상기 플렉시블 기판(s)이 받는 장력이 일정 크기 이상이 되면 상기 플렉시블 기판(s)이 한계 장력 이하로 이송될 수 있도록 상기 언와인딩 롤러(10)와 와인딩 롤러(70)의 속도를 조절할 수 있는 신호를 제공한다.A load cell (not shown) for detecting the tension of the transferred flexible substrate s may be installed on at least one of the unwinding
상기 언와인딩 롤러(10)와 와인딩 롤러(70)의 회전 방향은 가변될 수 있다. 즉, 언와인딩 롤러(10)에서 풀려 와인딩 롤러(70)로 감기면서 박막이 증착되는 상기 플렉시블 기판(s)에 다시 박막 증착 공정을 수행할 필요가 있는 경우, 언와인딩 롤러(10) 및 와인딩 롤러(70)의 회전 방향이 바뀌어 와인딩 롤러(70)에 감긴 플렉시블 기판(s)이 풀리면서 언와인딩 롤러(10)에 감길 수 있다. The rotation directions of the unwinding
이 경우, 상기 광학 검사 모듈(50)은 언와인딩 롤러(10)와 증착 모듈(30) 사이에 배치될 수 있다. 즉, 본 발명에 적용되는 광학 검사 모듈(50)은 도 3 및 도 4에서 증착 모듈(30)과 와인딩 모듈(70) 사이에 배치되는 것으로 예시하고 있지만, 경우에 따라서는 상기 언와인딩 롤러(10)와 상기 증착 모듈(30) 사이 및 상기 증착 모듈(30)과 상기 와인딩 롤러(70) 사이 중, 적어도 하나의 위치에 배치되는 것이 바람직하다.In this case, the
상기 언와인딩 롤러(10)에서 풀려서 이동되는 상기 플렉시블 기판은 상기 증착 모듈(30)로 이송되면서 박막 증착 공정을 수행받는다. 상기 언와인딩 롤러(10)에서 전달되는 상기 플렉시블 기판(s)은 텐션이 유지된 상태로 가이드되면서 상기 증착 모듈(30)로 이송되고, 상기 증착 모듈(30)을 통과하면서 일면이 노출된 상태를 유지하고, 상기 노출된 기판의 일면에 대해 스퍼터링 공정 등의 박막 증착 공정을 수행받아 박막이 증착된다.The flexible substrate, which is unwound and moved by the unwinding
즉, 상기 증착 모듈(30)은 상기 언와인딩 롤러(10)로부터 텐션이 유지된 상태로 전달되는 기판(s)의 일면이 노출되도록 이동시키되, 상기 기판(s)의 일면에 대해 스퍼터링 공정 등의 박막 증착 공정을 수행하는 동작을 수행한다. That is, the
상기 기판(s)의 일면은 전면 또는 후면이 될 수 있다. 상기 기판의 일면이 전면인 경우에는 상기 기판의 타면은 후면에 해당하고, 상기 기판의 일면이 후면인 경우에는 상기 기판의 타면은 전면에 해당된다.One surface of the substrate (s) may be a front surface or a rear surface. When one surface of the substrate is the front surface, the other surface of the substrate corresponds to the rear surface, and when the one surface of the substrate is the rear surface, the other surface of the substrate corresponds to the front surface.
상기 증착 모듈(30)을 통과하는 상기 기판(s)은 일면이 노출된 상태로 이동하기 때문에, 상기 기판의 타면은 후술할 드럼(31) 또는 드럼 대용 롤러(33)에 접촉된 상태로 이송되고, 기판의 일면은 후술할 적어도 하나의 타겟(35)과 마주보면서 노출된 상태로 이송된다. 따라서, 상기 기판(s)의 일면은 상기 증착 모듈(30)을 통과하면서 일면에 스퍼터링 공정 등의 박막 증착 공정을 수행받아 박막이 형성될 수 있다.Since the substrate s passing through the
상기 증착 모듈(30)에서 일면에 대해 스퍼터링 공정 등의 박막 증착 공정을 수행받은 후 이동되는 상기 플렉시블 기판(s)은 상기 광학 검사 모듈(50)로 이송되면서 연속적으로 광학 검사 공정을 수행받는다. 상기 증착 모듈(30)에서 이동되는 상기 플렉시블 기판(s)은 텐션이 유지된 상태로 가이드되면서 상기 광학 검사 모듈(50)로 이송되고, 상기 광학 검사 모듈(50)은 상기 기판의 박막에 대해 다양한 테스트, 측정, 검사를 위한 광학 검사를 수행한다.After being subjected to a thin film deposition process such as a sputtering process on one surface of the
즉, 상기 광학 검사 모듈(50)은 상기 증착 모듈(30)로부터 텐션이 유지된 상태로 이동되는 기판(s)의 박막에 대해 다양한, 테스트, 측정, 검사를 위한 광학 검사를 수행한다. 결과적으로, 상기 플렉시블 기판(s)은 상기 증착 모듈(30)과 상기 광학 검사 모듈(50)을 통과하면서 연속적으로 박막 증착 공정과 박막 검사 공정을 수행받을 수 있다. 특히, 상기 플렉시블 기판(s)의 박막에 대한 광학 검사는 진공 상태의 진공 챔버(1) 내에서 진행되기 때문에, 기판의 박막에 대한 산화 및 오염 발생을 미연에 방지할 수 있다.That is, the
상기 광학 검사 모듈(50)은 반드시 진공 상태를 유지할 수 있는 검사 챔버(5) 내에 배치되고, 기밀이 유지된 상태에서 상기 이동되는 기판, 구체적으로 기판의 박막에 대해 다양한 테스트, 측정, 검사를 수행하기 위한 광학 검사를 수행한다. The
상기 본 발명에 적용되는 광학 검사 모듈(50)은 광원 센서 모듈(51)과 수광 센서 모듈(53)을 포함하여 구성된다. 구체적으로, 상기 광학 검사 모듈(50)은 상기 이동되는 기판(s)에 광을 조사하는 광원 센서 모듈(51)과, 상기 기판(s)을 투과한 광을 입력받아 박막의 광학 밀도와 두께 중 적어도 하나를 측정하는 수광 센서 모듈(53)을 포함하여 구성된다.The
상기 광원 센서 모듈(51)은 이동되는 기판의 박막을 스캔하면서 박막을 향하여 레이저 광을 조사하는 동작을 수행한다. 구체적으로, 상기 광원 센서 모듈(51)은 상기 이동되는 기판(s)의 상부에 배치되어 상기 기판(s)의 박막에 대해 스캔광을 조사한다.The light
상기 광원 센서 모듈(51)에 대응하여 상기 이동되는 기판의 하부에는 상기 수광 센서 모듈(53)이 배치된다. 상기 수광 센서 모듈(53)은 기본적으로 상기 광원 센서 모듈(51)로부터 조사되어 상기 박막이 형성된 기판을 투과한 광을 입력받아 감지하는 동작을 수행한다.The light
상기 수광 센서 모듈(53)에 의해 감지된 광과 상기 광원 센서 모듈(51)에서 조사된 광의 세기 등을 이용하여 상기 박막에 관련된 다양한 측정, 테스트, 검사를 수행할 수 있다. 이러한 동작은 별도의 측정 모듈(미도시)을 구비하여 수행될 수도 있고, 별도의 측정 모듈을 두지 않고 상기 수광 센서 모듈(53)에서 함께 수행될 수도 있다. Various measurements, tests, and inspections related to the thin film may be performed using the light sensed by the light receiving
본 발명에 적용되는 광학 검사 모듈(50)의 구성을 단순화시키기 위하여, 상기 수광 센서 모듈(53)이 상기 박막에 관련된 다양한 측정 등을 수행하도록 구성하는 것이 바람직하다. 구체적으로, 상기 수광 센서 모듈(53)은 상기 기판(s)을 투과한 광을 입력받아 박막의 광학 밀도와 두께 중 적어도 하나를 측정하는 동작을 수행한다.In order to simplify the configuration of the
상기 수광 센서 모듈(53)은 입력받은 투과한 광의 세기를 감지하고 상기 광원 센서 모듈(51)로부터 조사한 광의 세기 정보를 입력받아서 상기 기판의 박막에 대한 광학 밀도를 측정 및 분석할 수 있다. 상기 수광 센서 모듈(53)은 스캔광에 대한 세기를 감지 및 입력받을 수 있기 때문에 등고선 방식을 통해 광학 밀도를 측정 및 분석할 수 있다.The light
또한, 상기 수광 센서 모듈(53)은 상기 광학 밀도와의 상관 관계를 이용하여 상기 박막의 두께를 측정 및 분석할 수 있고, 이를 통해 박막 두께 편차를 측정하고 분석할 수 있다. 상기 수광 센서 모듈(53)은 상기 광학 밀도와의 상관 관계를 이용하여 상기 박막의 두께를 측정 및 분석할 수 있지만, 이와 별개로 상기 감지한 투과한 광의 세기와 상기 입력받은 광원 센서 모듈(51)로부터 조사한 광의 세기 정보를 이용하여 박막의 두께를 측정 및 분석할 수도 있다.In addition, the light receiving
상기 수광 센서 모듈(53)은 상기 박막의 광학 밀도와 두께 정보 중, 적어도 하나의 측정 정보를 이용하여 박막의 불량 여부, 특히 핀홀 발생 여부를 분석할 수도 있다. 다만, 이와 같은 구체적인 분석은 상기 광학 검사 모듈(50)의 단순화 및 분석의 정확성을 보장하기 위하여 상기 박막의 광학 밀도와 두께 정보에 해당하는 측정 정보를 전달받은 상술한 모니터링 장치(200)에 의해 분석되는 것이 바람직하다.The light
한편, 상기 수광 센서 모듈(53)에서 측정 및 분석된 박막의 광학 밀도 정보와 박막의 두께 정보에 해당하는 측정 정보는 외부에 별도로 구비되는 상기 모니터링 장치(200)로 전송될 수 있다. 그러면, 상기 모니터링 장치(200)는 상기 측정 정보들을 이용하여 다양한 측정, 테스트, 검사를 수행하고 분석하여 실시간으로 박막 증착 상태를 모니터링할 수 있다.Meanwhile, the optical density information of the thin film measured and analyzed by the light receiving
또한, 상기 수광 센서 모듈(53)은 단지 상기 기판(s)을 투과한 광을 스캔하여 감지하는 동작만을 수행하고 상기 박막의 광학 밀도, 박막의 두께를 측정하는 동작은 수행하지 않을 수 있다. 이 경우, 상기 수광 센서 모듈(53)에서 감지된 투과 광의 세기 정보와 상기 광원 센서 모듈(51)에서 조사한 광의 세기 정보는 외부에 별도로 구비되는 상기 모니터링 장치(200)로 전송될 수 있다. 그러면, 상기 모니터링 장치(200)는 상기 정보들을 이용하여 다양한 측정, 테스트, 검사를 수행하고 분석할 수 있다.In addition, the light receiving
상기 광학 검사 모듈(50)을 통과하면서 광학 검사 공정을 수행받은 플렉시블 기판(s)은 상기 와인딩 롤러(70)에 되감긴다. 역시 상기 광학 검사 모듈(50)로부터 전달되는 상기 플렉시블 기판(s)은 텐션이 유지된 상태로 상기 와인딩 롤러(70)에 되감긴다. 즉, 상기 와인딩 롤러(70)는 상기 광학 검사 모듈(50)로부터 텐션이 유지된 상태로 전달되는 기판을 되감는 동작을 수행한다.The flexible substrate s that has undergone the optical inspection process while passing through the
상기 언와이딩 롤러(10)에서 상기 와인딩 롤러(70)까지 이동하는 상기 플렉시블 기판(s)은 주름지지 않고 텐션이 유지된 상태로 이송될 필요가 있고, 옆으로 이탈되지 않도록 가이드되어 이송될 필요가 있다. 이를 위하여 상기 언와인딩 롤러(10)와 상기 증착 모듈(30) 사이, 상기 증착 모듈(30)과 상기 광학 검사 모듈(50) 사이 및 상기 광학 섬사 모듈(50)과 상기 와인딩 모듈(70) 사이에는 이송되는 기판이 텐션을 유지할 수 있도록 함과 동시에 가이드될 수 있도록 하는 복수의 텐션/가이드 롤러(90)가 각각 배치된다.The flexible substrate (s) moving from the unwinding
즉, 상기 복수의 텐션/가이드 롤러(90)는 상기 언와이딩 롤러(10)와 상기 증착 모듈(30) 사이, 상기 증착 모듈(30)과 상기 광학 검사 모듈(50) 사이 및 상기 광학 검사 모듈(50)과 상기 와인딩 롤러(70) 사이에 배치되어 이동되는 기판(s)이 텐션을 유지할 수 있도록 하고 가이드될 수 있도록 하는 동작을 수행한다.That is, the plurality of tension/
상기 각각의 텐션/가이드 롤러(90)는 텐션 유지 동작과 가이드 동작을 모두 수행할 수 있도록 구성될 수도 있고, 텐션 유지 동작만 또는 가이드 동작만을 수행할 수 있도록 구성될 수도 있다.Each of the tension/
이상에서 설명한 본 발명에 적용되는 롤투롤 진공 증착 장치(100)에 의하면, 박막 증착 공정이 진행되는 진공 챔버(1) 내에 광학 검사 모듈(50)을 구비하여 기판 상에 증착된 박막에 대한 다양한 측정을 박막 증착 공정 이후 바로 연속해서 실시간으로 수행할 수 있도록 구성하기 때문에, 기판에 대한 박막 증착 및 검사를 위한 시간, 노력 및 비용을 최소화하여 생산성을 향상시킬 수 있고, 기판의 오염 가능성을 감소시킬 수 있도록 하는 장점이 발생된다. 즉, 기판의 박막에 대한 검사가 박막 증착 공정과 별도의 공정, 시점 및 공간에서 진행되면, 파티클 또는 오염에 노출된 가능성이 크고 생산성이 떨어지는 반면, 본 발명은 진공 챔버(1) 내에서 일련의 연속된 공정으로 기판에 대한 박막 증착 공정과 박막 검사 공정을 수행할 수 있기 때문에, 오염 노출 가능성을 최소화할 수 있고 생산성을 향상시킬 수 있다.According to the roll-to-roll
상기 증착 모듈(30)은 상기 이동되는 플렉시블 기판(s)에 대해 다양한 증착 방법을 통해 박막을 증착하는 동작을 수행한다. 본 발명에서는 스퍼터링 방법에 의해 박막 증착이 수행되는 것을 예시하고 있다. 또한, 스퍼터링 방법은 다양한 구성을 통해 수행될 수 있는데, 본 발명에서는 드럼(31) 또는 드럼 대용 롤러(33)와 적어도 하나의 타겟(35)을 통해 구성되는 것을 예시하고 있다.The
구체적으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 적용되는 롤투롤 진공 증착 장치(100)에 적용되는 상기 증착 모듈(30)은 상기 기판(s)의 타면과 접촉된 상태로 일방향(도 3에서는 시계 반대 방향으로 예시하고 있음)으로 회전하는 드럼(31) 및 상기 드럼(31)을 따라 이동하는 상기 기판(s)의 일면에 대하여 스퍼터링을 수행하는 적어도 하나의 타겟(35)을 포함하여 구성된다.Specifically, as shown in FIG. 3 , the
상기 드럼(31)은 상기 언와인딩 롤러(10)로부터 텐션이 유지된 상태로 전달되는 기판(s)의 타면과 접촉된 상태로 상기 기판을 일방향으로 회전하면서 이송되도록 한다. 따라서, 상기 기판의 일면은 상기 적어도 하나의 타겟(35)과 마주본 상태로 노출될 수 있고, 이로 인하여 상기 기판(s)은 이송되면서 상기 적어도 하나의 타겟(35)에 의하여 일면에 대해 박막 스퍼터링 공정을 수행받을 수 있다.The
상기 적어도 하나의 타겟(35)은 상기 드럼(31)의 측부와 하부를 따라 상기 드럼(31)과 소정 간격 이격된 상태로 배치되되, 상호 소정 간격 이격 배치되어 상기 드럼(31)을 따라 이동하는 상기 기판(s)의 일면에 대해 스퍼터링 박막을 증착시킨다. 결국, 상기 증착 모듈(30)을 통과하는 기판(s)은 일면에 소정의 박막층들이 증착될 수 있다.The at least one
한편, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 증착 모듈(30)은 상기 적어도 하나의 타겟(35)을 상호 공간적으로 분리하기 위하여 인접하는 타겟(35)들 사이에 각각 배치 형성되는 격벽(37)을 더 포함하여 구성될 수 있다.Meanwhile, as shown in FIG. 3 , the
상기 격벽(37)은 상기 적어도 하나의 타겟(35) 각각에 의해 스퍼터링된 타겟 물질이 다른 타겟(35)(특히 인접하는 타겟)으로 날아가는 것을 방지하기 위하여 채택 적용한다. 상기 격벽(37)이 채택 적용됨으로써, 각각의 타겟(35)에 의해 스퍼터링된 타겟 물질이 인접하는 다른 타겟(35)에 날아가는 것을 방지할 수 있고, 이를 통해 인접하는 다른 타겟(35)의 오염을 방지하여 증착 품질을 유지할 수 있다.The
한편, 증착 모듈(30)이 적어도 하나의 타겟을 포함하는데, 이를 통하여 기판(s)에 원하는 두께의 박막을 증착할 수 있고, 더 나아가 서로 다른 물질을 다층으로 증착할 수도 있다.Meanwhile, the
상기 증착 모듈(30)에 의한 스퍼터링 공정 등의 박막 증착 공정은 진공 상태를 유지하는 진공 챔버(1) 내에서 수행된다. 또한, 상기 광학 검사 모듈(50)에 의한 광학 검사 역시 동일한 진공 챔버(1) 내에서 수행되고, 언와인딩 롤러(10)와 와인딩 롤러(70) 역시 동일한 진공 챔버(1) 내에 배치된다. 결국, 상기 언와인딩 롤러(10), 증착 모듈(30), 광학 검사 모듈(50) 및 와인딩 모듈(70)은 하나의 진공 챔버(1) 내에 배치되는 것이 바람직하다. 다만, 하나의 동일한 진공 챔버(1) 내에 배치되는 상기 언와인딩 롤러(10), 증착 모듈(30), 광학 검사 모듈(50) 및 와인딩 모듈(70)의 배치 구조는 도 3 및 도 4에 한정하지 않고 다양하게 가변될 수 있다. A thin film deposition process such as a sputtering process by the
이와 같이, 상기 언와인딩 롤러(10), 증착 모듈(30), 광학 검사 모듈(50) 및 와인딩 모듈(70)은 하나의 동일한 진공 챔버(1) 내에서 다양한 배치 구조로 배치되는 것을 원칙으로 하지만, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 경우에 따라서는 별도의 진공 챔버(1) 내에 개별적으로 배치될 수도 있다. As such, in principle, the unwinding
이와 같은 경우, 상기 증착 모듈(30)에 의한 스퍼터링 공정 등의 박막 증착 공정은 진공 상태를 유지하는 챔버, 구체적으로 프로세스 챔버 내에서 수행되는 것이 바람직하다. 따라서, 인접 배치되는 상기 언와인딩 롤러(10)와 상기 광학 검사 모듈(50) 역시 각각 진공 상태를 유지할 수 있는 언와인딩 챔버와 검사 챔버 내에 배치되어 동작하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 와인딩 롤러(70) 역시 진공 상태를 유지할 수 있는 와인딩 챔버 내에 배치되어 동작하는 것이 바람직하다. 특히, 상기 광학 검사 모듈(50)은 박막의 산화를 방지하고, 박막이 오염되는 것을 방지하며, 특히 광학 검사의 정밀도를 보장하기 위하여 기밀을 유지함과 동시에 진공 상태를 유지할 수 있는 검사 챔버 내에 배치되는 것이 바람직하다.In this case, the thin film deposition process such as the sputtering process by the
즉, 상기 언와인딩 롤러(10)는 언와인딩 챔버 내에 배치되어 동작하고, 상기 증착 모듈(30)은 프로세스 챔버 내에 배치되어 동작하고, 상기 광학 검사 모듈(50)은 검사 챔버 내에 배치되어 동작하며, 상기 와인딩 롤러(70)는 와인딩 챔버 내에 배치되어 동작한다. 그리고, 상호 인접하는 상기 챔버들은 인접하는 경계면에 상기 기판(s)이 통과될 수 있는 슬릿이 형성되지만, 상기 각각의 챔버들은 전체적으로 진공 상태가 유지될 수 있도록 동작된다.That is, the unwinding
한편, 상기 기판(s)은 스퍼터링 공정 등의 박막 증착 공정을 수행받기 전에 전처리 공정을 수행받을 수 있다. 상기 전처리 공정은 이온빔 처리 등을 포함한다. 상기 이온빔 처리는 상기 기판의 표면을 클리닝함과 동시에 표면처리를 통해 스퍼터링 공정에서 박막 증착의 효율이 향상될 수 있도록 한다. 이와 같은 이온빔 처리는 상기 타겟(35)에 의한 스퍼터링이 시작되기 이전에 수행되는 것이 바람직하다. 따라서, 상기 이온빔 처리를 위한 이온빔 처리 모듈은 상기 타겟(35)보다 앞서 배치(가장 왼쪽에 배치되는 타겟(35)의 왼쪽에 배치)되는 것이 바람직하다.Meanwhile, the substrate s may be subjected to a pretreatment process before being subjected to a thin film deposition process such as a sputtering process. The pretreatment process includes an ion beam treatment or the like. The ion beam treatment cleans the surface of the substrate and improves the efficiency of thin film deposition in the sputtering process through surface treatment. Such an ion beam treatment is preferably performed before sputtering by the
한편, 경우에 따라서, 상기 증착 모듈(30)에 채택 적용한 드럼(31) 대신에, 구조적으로 간단하고 설치 및 교체가 더 용이한 적어도 하나의 롤러, 구체적으로 적어도 하나의 드럼 대용 롤러(33)로 대체하여 채택 적용할 수 있다.On the other hand, in some cases, instead of the
구체적으로, 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 광학 검사 모듈을 이용한 롤투롤 진공 증착 모니터링 시스템을 구성하는 제2 형태의 롤투롤 진공 증착 장치(100)는 도 3을 참조하여 상술한 본 발명에 적용되는 롤투롤 진공 증착 장치(100)와 대부분 구성이 동일하지만, 단지 상기 증착 모듈(30)의 드럼(31) 대신에 드럼 대용 롤러(33)가 채택 적용되는 점만 상이하다. 따라서, 이하에서는 도 3과 상이한 부분만 구체적으로 설명하고 나머지 부분은 생략한다. 다만, 생략된 부분은 도 3을 참조하여 설명한 부분과 동일하게 적용된다.Specifically, as shown in FIG. 4 , a roll-to-roll
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 적용되는 제2 형태의 롤투롤 진공 증착 장치(100)에 적용되는 상기 증착 모듈(30)은 상기 기판(s)의 타면과 접촉된 상태로 일방향(도 4에서는 시계 반대 방향을 예시하고 있음)으로 회전하되, 상호 이격 배치되는 적어도 하나의 드럼 대용 롤러(33)와, 적어도 하나의 드럼 대용 롤러(33)를 따라 이동하는 상기 기판의 일면에 대하여 스퍼터링을 수행하는 적어도 하나의 타겟(35) 및 상기 적어도 하나의 타겟(35)을 상호 공간적으로 분리하기 위하여 인접하는 타겟(35)들 사이에 각각 배치 형성되는 격벽(37)을 포함하여 구성되고, 상기 적어도 하나의 드럼 대용 롤러(33) 각각은 상기 격벽(37)에 대응하는 위치에 배치 형성되도록 구성된다.As shown in FIG. 4 , the
상기 적어도 하나의 드럼 대용 롤러(33)는 상기 언와인딩 롤러(10)로부터 텐션이 유지된 상태로 전달되는 기판(s)의 타면과 접촉된 상태로 상기 기판이 일방향으로 회전하면서 이송되도록 한다. 상기 적어도 하나의 드럼 대용 롤러(33)는 상호 소정 간격 이격 배치되되, 전체적으로 반원 또는 타원 형태가 되도록 배치된다. 따라서, 상기 기판의 일면은 상기 적어도 하나의 타겟(35)과 마주본 상태로 노출될 수 있고, 이로 인하여 상기 기판(s)은 이송되면서 상기 적어도 하나의 타겟(35)에 의하여 일면에 대해 박막 스퍼터링 공정을 수행받을 수 있다.The at least one
상기 적어도 하나의 타겟(35)은 상기 적어도 하나의 드럼 대용 롤러(33)군의 측부와 하부를 따라 상기 적어도 하나의 드럼 대용 롤러(33)와 소정 간격 이격된 상태로 배치되되, 상호 소정 간격 이격 배치되어 상기 적어도 하나의 드럼 대용 롤러(33)를 따라 이동하는 상기 기판(s)의 일면에 대해 스퍼터링 박막을 증착시킨다. 결국, 상기 증착 모듈(30)을 통과하는 기판(s)은 일면에 소정의 박막층들이 증착될 수 있다.The at least one
한편, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 증착 모듈(30)은 상기 적어도 하나의 타겟(35)을 상호 공간적으로 분리하기 위하여 인접하는 타겟(35)들 사이에 각각 배치 형성되는 격벽(37)을 포함하여 구성된다.Meanwhile, as shown in FIG. 4 , the
상기 격벽(37)은 상기 적어도 하나의 타겟(35) 각각에 의해 스퍼터링된 타겟 물질이 다른 타겟(35)(특히 인접하는 타겟)으로 날아가는 것을 방지하기 위하여 채택 적용한다. 상기 격벽(37)이 채택 적용됨으로써, 각각의 타겟(35)에 의해 스퍼터링된 타겟 물질이 인접하는 다른 타겟(35)에 날아가는 것을 방지할 수 있고, 이를 통해 인접하는 다른 타겟(35)의 오염을 방지하여 증착 품질을 유지할 수 있다.The
한편, 상기 적어도 하나의 드럼 대용 롤러(33)를 따라 이송되는 플렉시블 기판(s)은 대면하고 있는 상기 타겟(35)과 곡면이 아닌 평면으로 대면하는 것이 증착 품질을 위해 바람직하다. 이를 위해, 상기 적어도 하나의 드럼 대용 롤러(33) 각각은 상기 격벽(37)에 대응하는 위치에 배치 형성된다.On the other hand, it is preferable for the quality of deposition that the flexible substrate (s) transferred along the at least one
구체적으로, 상기 각각의 드럼 대용 롤러(33)는 상기 각각의 격벽(37)과 대응 배치되되, 상기 대응 배치되는 상기 격벽(37)을 연장하는 경우 상기 대응하는 격벽(37)의 상측면(기판(s) 또는 대응하는 드럼 대용 롤러(33)와 대향하는 모서리에 해당하는 측면)과 일치하여 만나는 위치에 배치되거나, 상기 대응하는 격벽(37)의 상부면 또는 하부면에 접해서 위치할 수 있도록 배치된다. 결과적으로, 인접하는 격벽(37)들 사이에 위치하는 상기 플렉시블 기판은 인접하는 드럼 대용 롤러(33)에 의해 팽팽한 상태를 유지할 수 있고, 이로 인하여 각 타겟(35)과 대면하는 상기 플렉시블 기판(s)은 평평한 상태를 유지할 수 있기 때문에 기판의 일면에 대한 박막 증착 품질을 향상시킬 수 있다.Specifically, each of the
이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.Although the embodiments according to the present invention have been described above, these are merely exemplary, and those of ordinary skill in the art will understand that various modifications and equivalent ranges of embodiments are possible therefrom. Accordingly, the true technical protection scope of the present invention should be defined by the following claims.
1 : 진공 챔버
10 : 언와인딩 롤러
30 : 증착 모듈
31 : 드럼
33 : 드럼 대용 롤러
35 : 타겟
37 : 격벽
50 : 광학 검사 모듈
51 : 광원 센서 모듈
53 : 수광 센서 모듈
70 : 와인딩 롤러
90 : 텐션/가이드 롤러
100 : 롤투롤 진공 증착 장치
200 : 모니터링 장치
210 : 제어부
230 : 입력부
250 : 분석부
270 : 시각화부
290 : 알람부
300 : 광학 검사 모듈을 이용한 롤투롤 진공 증착 모니터링 시스템1: vacuum chamber 10: unwinding roller
30: deposition module 31: drum
33: drum substitute roller 35: target
37: bulkhead 50: optical inspection module
51: light source sensor module 53: light receiving sensor module
70: winding roller 90: tension / guide roller
100: roll-to-roll vacuum deposition device
200: monitoring device 210: control unit
230: input unit 250: analysis unit
270: visualization unit 290: alarm unit
300: Roll-to-roll vacuum deposition monitoring system using an optical inspection module
Claims (4)
진공 챔버 내에서 롤투롤 방식에 의해 기판에 대해 박막 증착 공정을 수행하되, 진공 챔버 내에서 기판의 박막에 대해 광학 검사를 수행하는 광학 검사 모듈을 구비하는 롤투롤 진공 증착 장치;
상기 롤투롤 진공 증착 장치의 외부에 배치되어 상기 광학 검사 모듈에서 전송된 측정 정보를 분석하여 실시간으로 박막 증착 상태를 모니터링하는 모니터링 장치를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 광학 검사 모듈을 이용한 롤투롤 진공 증착 모니터링 시스템.
In the roll-to-roll vacuum deposition monitoring system,
a roll-to-roll vacuum deposition apparatus having an optical inspection module for performing a thin film deposition process on a substrate by a roll-to-roll method in a vacuum chamber, and performing an optical inspection on a thin film of a substrate in a vacuum chamber;
Roll-to-roll vacuum using an optical inspection module, characterized in that it comprises a monitoring device disposed outside the roll-to-roll vacuum deposition apparatus to monitor the thin film deposition state in real time by analyzing the measurement information transmitted from the optical inspection module Deposition monitoring system.
상기 모니터링 장치는
제어부, 상기 제어부의 제어에 따라 상기 측정 정보를 입력받는 입력부, 상기 제어부의 제어에 따라 상기 측정 정보를 분석하여 박막의 결함 여부를 포함한 분석 결과 정보를 생성하는 분석부, 상기 제어부의 제어에 따라 상기 분석 결과 정보를 시각화하여 디스플레이하는 시각화부 및 상기 제어부의 제어에 따라 박막에 결함이 발생한 경우 알람을 발생시키는 알람부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 광학 검사 모듈을 이용한 롤투롤 진공 증착 모니터링 시스템.The method according to claim 1,
The monitoring device
A control unit, an input unit that receives the measurement information under the control of the control unit, an analysis unit that analyzes the measurement information under the control of the control unit to generate analysis result information including whether the thin film is defective; Roll-to-roll vacuum deposition monitoring system using an optical inspection module, characterized in that it comprises a visualization unit that visualizes and displays the analysis result information, and an alarm unit that generates an alarm when a defect occurs in the thin film under the control of the control unit.
상기 분석부는 상기 측정 정보를 분석하여 결함 유무, 결함 유형, 결함 발생 원인 및 결함 발생 시점 또는 위치를 포함한 분석 결과 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 광학 검사 모듈을 이용한 롤투롤 진공 증착 모니터링 시스템.
3. The method according to claim 2,
Roll-to-roll vacuum deposition monitoring system using an optical inspection module, characterized in that the analysis unit analyzes the measurement information to generate analysis result information including the presence or absence of a defect, a defect type, a cause of a defect, and a time or location of the defect.
상기 롤투롤 진공 증착 장치는,
기판을 풀어주는 언와인딩 롤러와, 상기 언와인딩 롤러로부터 텐션이 유지된 상태로 전달되는 기판의 일면이 노출되도록 이동시키되, 상기 기판의 일면에 대해 박막 증착 공정을 수행하는 증착 모듈과, 상기 증착 모듈로부터 텐션이 유지된 상태로 이동되는 기판의 박막에 대해 광학 검사를 수행하는 광학 검사 모듈과, 상기 광학 검사 모듈로부터 텐션이 유지된 상태로 전달되는 기판을 되감는 와인딩 롤러를 포함하되,
상기 광학 검사 모듈은 상기 이동되는 기판에 광을 조사하는 광원 센서 모듈과, 상기 기판을 투과한 광을 입력받아 박막의 광학 밀도와 두께 중 적어도 하나를 측정하는 수광 센서 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 검사 모듈을 이용한 롤투롤 진공 증착 모니터링 시스템.The method according to claim 1,
The roll-to-roll vacuum deposition apparatus,
An unwinding roller for unwinding the substrate, and a deposition module for performing a thin film deposition process on one surface of the substrate by moving one surface of the substrate transferred from the unwinding roller in a state in which the tension is maintained is exposed; and the deposition module An optical inspection module for performing an optical inspection on the thin film of the substrate that is moved in a state in which the tension is maintained from the optical inspection module, and a winding roller for rewinding the substrate transferred from the optical inspection module in a state in which the tension is maintained,
The optical inspection module comprises a light source sensor module for irradiating light to the moving substrate, and a light receiving sensor module for receiving the light transmitted through the substrate and measuring at least one of an optical density and a thickness of the thin film Roll-to-roll vacuum deposition monitoring system using optical inspection module.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1020200142647A KR20220057711A (en) | 2020-10-30 | 2020-10-30 | Roll-to-roll vacuum deposition monitoring system using optical inspection module |
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KR102455560B1 (en) * | 2022-05-24 | 2022-10-17 | 주식회사 비즈컨 | Cell-unit Ultra thin-film glass manufacturing and quality selection method |
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KR20110012182A (en) | 2009-07-30 | 2011-02-09 | 지 . 텍 (주) | Roll-to-roll sputter apparatus capable of continuous sputtering and method of continuous sputtering |
KR20130125900A (en) | 2012-05-10 | 2013-11-20 | 삼성코닝정밀소재 주식회사 | Roll-to-roll sputtering apparatus |
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- 2020-10-30 KR KR1020200142647A patent/KR20220057711A/en not_active Application Discontinuation
Patent Citations (2)
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