KR20230031510A - Roll-to-roll vacuum deposition monitoring system using optical inspection module - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 광학 검사 모듈을 이용한 롤투롤 진공 증착의 인공지능 기반 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 측정 및 검사가 수행되도록 하고, 진공 챔버 외부에 배치되는 인공지능 기반 모니터링 장치가 상기 광학 검사 모듈로부터 검사 데이터를 입력받은 후 인공지능에 기반한 분석 및 처리를 통해 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 증착의 인공지능 기반 모니터링 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an artificial intelligence-based monitoring system for roll-to-roll vacuum deposition using an optical inspection module. Various measurements and inspections are performed on the thin film deposited on the film, and the artificial intelligence-based monitoring device placed outside the vacuum chamber receives inspection data from the optical inspection module, and then analyzes and processes based on artificial intelligence in real time. By configuring the thin film deposition state to be monitored, it is possible to quickly respond when a thin film defect occurs, improve productivity by minimizing time, effort, and cost for thin film deposition and inspection on the substrate, and reduce the possibility of contamination of the substrate. It relates to an artificial intelligence-based monitoring system for roll-to-roll vacuum deposition using an optical inspection module that can reduce
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 liquid crystal display of a flexible display, an organic EL display, an E-ink, etc., uses a polymer thin film having good flexibility as a substrate covering liquid crystal.
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, SnO 2 , In 2 O 3 , Nb 2 O 5 , SiOx, or the like 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, a flexible display is a liquid crystal display, organic EL display, E-ink, etc., in which a glass substrate enclosing a liquid crystal is replaced with a flexible film, giving flexibility to fold and unfold. Since it can be produced in a form, 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 such a flexible technology field, it is true that there is a high demand for a vacuum deposition apparatus capable of performing a roll-to-roll process as an 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 on the thin film should be performed. Conventionally, an inspection process of performing tests and measurements on a thin film on a film was additionally performed separately from the thin film deposition process for the 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, resulting in problems that require 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, when various measurements and tests are performed on the thin film on the film through a separate inspection device, oxidation and contamination of the thin film on the film may occur over time and movement. problems that are likely to arise.
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 Publication No. 10-2013-0125900 (hereinafter referred to as "Prior Art Document 2") discloses a film or tape-type inspection object in which flexible printed circuit board units are continuously formed by using an optical method to automatically We propose an automatic optical inspection system for inspection.
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 Prior Art Document 2 is also carried out using a separate device from the thin film deposition process for depositing a thin film on the film, the time, effort and cost for the thin film deposition and inspection process for the film are more than necessary. it's bound to take In addition, since the optical inspection in Prior Art Document 2 is based on vision inspection, it is possible to detect only simple defects in the thin film on the film, and it is difficult to measure the thickness of the thin film, and as a result, it is not possible to analyze the thin film thickness deviation, The optical density distribution also has the problem of not being able to analyze.
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. 특히, 인공지능에 기반한 분석 및 처리를 통해 모니터링하는 구성 및 동작에 대해 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 측정 및 검사가 수행되도록 하고, 진공 챔버 외부에 배치되는 인공지능 기반 모니터링 장치가 상기 광학 검사 모듈로부터 검사 데이터를 입력받은 후 인공지능에 기반한 분석 및 처리를 통해 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 증착의 인공지능 기반 모니터링 시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.The present invention was invented to solve the problems of the prior art as described above, and a thin film deposited on a substrate is provided with 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. After the artificial intelligence-based monitoring device placed outside the vacuum chamber receives inspection data from the optical inspection module, the thin film deposition state is monitored in real time through analysis and processing based on artificial intelligence. By configuring it to be so, it is possible to quickly cope with the occurrence of thin film defects, minimize time, effort and cost for thin film deposition and inspection on the substrate, thereby improving productivity, and reducing the possibility of contamination of the substrate. Its purpose is to provide an artificial intelligence-based monitoring system for roll-to-roll vacuum deposition using an optical inspection module.
상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여 제안된 본 발명인 광학 검사 모듈을 이용한 롤투롤 진공 증착의 인공지능 기반 모니터링 시스템을 이루는 구성수단은, 광학 검사 모듈을 이용한 롤투롤 진공 증착의 인공지능 기반 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 검사 데이터들을 인공지능에 기반한 분석 및 처리를 통해 실시간으로 박막 증착 상태를 모니터링하는 인공지능 기반 모니터링 장치를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.In order to solve the above technical problem, the present invention, which is a component of the artificial intelligence-based monitoring system for roll-to-roll vacuum deposition using an optical inspection module, is a component of the artificial intelligence-based monitoring system for roll-to-roll vacuum deposition using an optical inspection module. In the present invention, a roll-to-roll vacuum deposition apparatus having an optical inspection module that performs a thin film deposition process on a substrate by a roll-to-roll method in a vacuum chamber and performs an optical inspection on the thin film of the substrate in the vacuum chamber; It is configured to include an artificial intelligence-based monitoring device disposed outside the roll-to-roll vacuum deposition device and monitoring the thin film deposition state in real time through artificial intelligence-based analysis and processing of the inspection data transmitted from the optical inspection module. to be
여기서, 상기 인공지능 기반 모니터링 장치는, 상기 광학 검사 모듈에서 전송하는 검사 데이터들을 수집하는 데이터 수집 모듈; 상기 데이터 수집 모듈에 의해 수집된 검사 데이터들을 저장 관리하고, 진단 보조 데이터들을 수집 및 저장 관리하는 데이터 처리 모듈; 상기 데이터 처리 모듈로부터 입력받은 진단 기초 정보 데이터를 적어도 하나의 모델에 적용하는 분석 및 시뮬레이션 과정을 통해 박막 증착 상태에 대한 진단을 수행하는 진단 모듈을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.Here, the artificial intelligence-based monitoring device may include: a data collection module for collecting inspection data transmitted from the optical inspection module; a data processing module that stores and manages the test data collected by the data collection module, and collects, stores, and manages diagnostic auxiliary data; It is characterized in that it is configured to include a diagnosis module for performing diagnosis on the thin film deposition state through an analysis and simulation process of applying the diagnosis basic information data input from the data processing module to at least one model.
여기서, 상기 인공지능 기반 모니터링 장치는 상기 진단 모듈로부터 입력되는 진단 결과 정보 데이터를 디지털 트윈 3D 모델에 연계 처리하여 시각화를 통해 제공하는 디지털 트윈 모델 처리 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.Here, the artificial intelligence-based monitoring device may further include a digital twin model processing module that processes the diagnosis result information data input from the diagnosis module in conjunction with a digital twin 3D model and provides it through visualization.
여기서, 상기 데이터 처리 모듈은 상기 데이터 수집 모듈에서 수집한 검사 데이터들 및 기존 결함 이력 정보 데이터를 포함하는 진단 기초 정보 데이터를 저장 관리하는 데이터베이스를 구비하고, 상기 진단 모듈은 상기 진단 기초 정보 데이터를 적어도 하나의 모델에 적용하고 분석하여 박막의 결함 발생 및 유형을 감지하는 동작을 수행하는 분석부, 상기 진단 기초 정보 데이터를 적어도 하나의 모델에 적용하고 시뮬레이션하여 롤투롤 진공 증착 장치의 상태 변화를 예측하는 동작을 수행하는 시뮬레이션부 및 상기 분석부와 시뮬레이션부의 수행 결과를 종합적으로 분석하여 결함 발생 진단, 결함 유형 진단, 결함 발생 원인 진단, 결함 발생 위치 식별, 결함 발생 예측을 수행하는 통합 진단부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.Here, the data processing module includes a database for storing and managing diagnostic basic information data including inspection data collected by the data collection module and existing defect history information data, and the diagnostic module stores the diagnostic basic information data at least. An analysis unit that performs an operation of detecting the occurrence and type of a defect in a thin film by applying and analyzing one model, applying the diagnostic basic information data to at least one model and simulating to predict the state change of the roll-to-roll vacuum deposition apparatus Consists of a simulation unit that performs operations and an integrated diagnosis unit that comprehensively analyzes the performance results of the analysis unit and the simulation unit to perform defect diagnosis, defect type diagnosis, defect cause diagnosis, defect location identification, and defect prediction characterized by being
상기와 같은 과제 및 해결수단을 가지는 본 발명인 광학 검사 모듈을 이용한 롤투롤 진공 증착의 인공지능 기반 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 측정 및 검사가 수행되도록 하고, 진공 챔버 외부에 배치되는 인공지능 기반 모니터링 장치가 상기 광학 검사 모듈로부터 검사 데이터를 입력받은 후 인공지능에 기반한 분석 및 처리를 통해 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 AI-based monitoring system for roll-to-roll vacuum deposition using the optical inspection module of the present invention having the above problems and solutions, the roll-to-roll vacuum deposition process is carried out by the optical inspection module in the vacuum chamber of the roll-to-roll vacuum deposition device. An inspection module is provided so that various measurements and inspections are performed on the thin film deposited on the substrate, and an artificial intelligence-based monitoring device placed outside the vacuum chamber receives inspection data from the optical inspection module and performs analysis based on artificial intelligence. Since the thin film deposition state is monitored in real time through processing and processing, it is possible to quickly cope with thin film defects and minimize time, effort, and cost for thin film deposition and inspection on the substrate to improve productivity. And, the advantage of being able to reduce the possibility of contamination of the substrate is generated.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 광학 검사 모듈을 이용한 롤투롤 진공 증착의 인공지능 기반 모니터링 시스템의 구성 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 광학 검사 모듈을 이용한 롤투롤 진공 증착의 인공지능 기반 모니터링 시스템을 구성하는 인공지능 기반 모니터링 장치의 구성 블록도이다.
도 3은 본 발명에 적용되는 인공지능 기반 모니터링 장치를 구성하는 진단 모듈의 블록 구성도이다.
도 4는 본 발명에 적용되는 인공지능 기반 모니터링 장치를 구성하는 디지털 트윈 모델 처리 모듈의 블록 구성도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 광학 검사 모듈을 이용한 롤투롤 진공 증착의 인공지능 기반 모니터링 시스템을 구성하는 롤투롤 진공 증착 장치의 제1 형태에 대한 개략적인 단면 구성도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 광학 검사 모듈을 이용한 롤투롤 진공 증착의 인공지능 기반 모니터링 시스템을 구성하는 롤투롤 진공 증착 장치의 제2 형태에 대한 개략적인 단면 구성도이다.1 is a configuration block diagram of an artificial intelligence-based monitoring system for roll-to-roll vacuum deposition using an optical inspection module according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram of an artificial intelligence-based monitoring device constituting an artificial intelligence-based monitoring system for roll-to-roll vacuum deposition using an optical inspection module according to an embodiment of the present invention.
3 is a block diagram of a diagnostic module constituting an artificial intelligence-based monitoring device applied to the present invention.
4 is a block diagram of a digital twin model processing module constituting an artificial intelligence-based monitoring device applied to the present invention.
5 is a schematic cross-sectional view of a first form of a roll-to-roll vacuum deposition apparatus constituting an artificial intelligence-based monitoring system for roll-to-roll vacuum deposition using an optical inspection module according to an embodiment of the present invention.
6 is a schematic cross-sectional view of a second form of a roll-to-roll vacuum deposition apparatus constituting an artificial intelligence-based monitoring system for roll-to-roll vacuum deposition 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 증착의 인공지능 기반 모니터링 시스템에 관한 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, a preferred embodiment of an artificial intelligence-based monitoring system for roll-to-roll vacuum deposition using an optical inspection module according to the present invention having the above problems, solutions, and effects will be described in detail.
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 have various embodiments, specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. Effects and features of the present invention, and methods for achieving them will become clear with reference to the embodiments described later in detail together 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 describing with reference to the drawings, the same or corresponding components are assigned the same reference numerals, and overlapping descriptions 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 mean that features or components described in the specification exist, and do not preclude the possibility that one or more other features or components may be added.
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 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 shown 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 증착의 인공지능 기반 모니터링 시스템의 구성 블록도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 광학 검사 모듈을 이용한 롤투롤 진공 증착의 인공지능 기반 모니터링 시스템을 구성하는 인공지능 기반 모니터링 장치의 구성 블록도이고, 도 3은 본 발명에 적용되는 인공지능 기반 모니터링 장치를 구성하는 진단 모듈의 블록 구성도이며, 도 4는 본 발명에 적용되는 인공지능 기반 모니터링 장치를 구성하는 디지털 트윈 모델 처리 모듈의 블록 구성도이다.1 is a configuration block diagram of an artificial intelligence-based monitoring system for roll-to-roll vacuum deposition using an optical inspection module according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a roll-to-roll vacuum deposition using an optical inspection module according to an embodiment of the present invention. It is a block diagram of an artificial intelligence-based monitoring device constituting an artificial intelligence-based monitoring system of, Figure 3 is a block diagram of a diagnostic module constituting an artificial intelligence-based monitoring device applied to the present invention, Figure 4 is a block diagram of the present invention It is a block diagram of the digital twin model processing module constituting the applied AI-based monitoring device.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 광학 검사 모듈을 이용한 롤투롤 진공 증착의 인공지능 기반 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 검사 데이터를 입력받아 인공지능에 기반하여 분석 및 처리하고, 이로부터 실시간으로 박막 증착 상태를 모니터링하는 인공지능 기반 모니터링 장치(200)를 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 1, the AI-based
상기 롤투롤 진공 증착 장치(100)는 진공 챔버(1) 내에서 롤투롤 방식에 의해 기판에 대해 박막 증착 공정을 수행하되, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 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 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 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 검사 데이터를 생성한 후, 이를 상기 인공지능 기반 모니터링 장치(200)로 전송한다.As shown in FIGS. 5 and 6 , 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 증착의 인공지능 기반 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 a thin film deposition process is performed in the
상기 광학 검사 모듈(50)에서 수행한 광학 검사의 결과 정보, 즉 검사 데이터는 상기 인공지능 기반 모니터링 장치(200)로 전송된다. 그러면, 상기 인공지능 기반 모니터링 장치(200)는 상기 검사 데이터를 인공지능에 기반한 분석 및 처리를 통해 실시간으로 박막 증착 상태를 모니터링하는 동작을 수행한다. 즉, 상기 인공지능 기반 모니터링 장치(200)는 상기 롤투롤 진공 증착 장치(100)의 외부에 배치되어 상기 광학 검사 모듈(50)에서 전송된 검사 데이터를 인공지능에 기반한 분석 및 처리를 통해 실시간으로 박막 증착 상태를 모니터링하는 동작을 수행한다.Result information of the optical inspection performed by the
상기 인공지능 기반 모니터링 장치(200)는 상기 검사 데이터를 분석 및 처리를 통한 진단하는 과정에서 딥러닝 등 다양한 인공지능 방식을 적용하여 실시간으로 박막 증착 상태를 진단 및 모니터링 동작을 수행한다.The artificial intelligence-based
이와 같은 동작을 수행하는 본 발명에 따른 인공지능 기반 모니터링 장치(200)는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 광학 검사 모듈(50)에서 전송하는 검사 데이터들을 수집하는 데이터 수집 모듈(110), 상기 데이터 수집 모듈(110)에 의해 수집된 데이터들을 저장 관리하고 다양한 진단 보조 데이터들을 수집 및 저장 관리하는 데이터 처리 모듈(130), 상기 데이터 처리 모듈(130)로부터 입력받은 진단 기초 정보 데이터와 적어도 하나의 모델을 이용하여 박막 증착 상태에 관련된 진단을 수행하는 진단 모듈(150)을 포함하여 구성되고, 상기 진단 모듈(150)로부터 입력되는 진단 결과 정보 데이터를 디지털 트윈 3D 모델에 연계 처리하여 시각화 처리를 통해 제공하는 디지털 트윈 모델 처리 모듈(170)을 더 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 2, the artificial intelligence-based
상기 데이터 수집 모듈(110)은 상기 광학 검사 모듈(50)로부터 증착 공정 중에 실시간으로 전송되는 검사 데이터들을 수집하는 동작을 수행한다. 상기 데이터 수집 모듈(110)은 단지 하나의 광학 검사 모듈(50)에 관련된 검사 데이터들을 수집할 수도 있지만, 진공 챔버(1) 내에 복수 개의 광학 검사 모듈(50)이 배치되는 경우에는 복수 개의 광학 검사 모듈(50)에 관련된 검사 데이터들을 수집한다.The
상기 데이터 수집 모듈(110)에서 수집된 검사 데이터, 구체적으로 실시간으로 수집된 광학 검사 모듈(50)에 관련된 검사 데이터들과 더 나아가 증착 상태를 진단하는데 적용될 수 있는 기존 진단 관련 데이터들을 상기 데이터 처리 모듈(130)로 전달한다.Inspection data collected by the
상기 데이터 처리 모듈(130)은 상기 데이터 수집 모듈(110)에 의해 수집된 검사 데이터들을 저장 관리하고, 더 나아가 진단 보조 데이터들을 수집 및 저장 관리하는 동작을 수행한다. 상기 데이터 처리 모듈(130)은 상기 데이터 수집 모듈(110)에 의해 수집된 검사 데이터들을 저장 관리하기 위한 데이터베이스(131)(도 3에서 도면 부호 131로 표기됨)를 구비한다.The
상기 데이터 처리 모듈(130)은 주변의 관련된 연계 서버(미도시) 또는 전달 매체와 데이터 통신을 수행하여 필요한 정보, 예를 들어 증착 상태를 진단하고 모니터링하는데 사용되는 다양한 정보 데이터들, 즉 진단 보조 데이터들을 전송받거나 또는 획득하여 상기 데이터베이스(131)에 저장 관리할 수 있다. 상기 연계 서버는 증착 상태 진단에 관련된 빅데이터 정보 데이터를 저장 관리하는 빅데이터 관리 서버 등이 포함될 수 있다.The
상기 데이터베이스(131)는 상기 실시간으로 수집되는 검사 데이터들뿐만 아니라, 상기 데이터 수집 모듈(110)에서 추가로 전달되는 데이터들, 즉 기존에 구축되어 있는 증착 상태 진단에 관련된 데이터들 또는/및 상기 데이터 처리 모듈(130)이 연계 서버로부터 전달받은 상기 증착 상태 진단에 관련된 다양한 정보 데이터들에 포함되어 있는 기존 결함 이력 정보 데이터들을 포함하는 진단 기초 정보 데이터를 저장 관리한다.The
즉, 상기 데이터 처리 모듈(130)은 상기 데이터 수집 모듈(110)에서 수집한 검사 데이터들 및 기존 결함 이력 정보 데이터를 포함하는 진단 기초 정보 데이터를 저장 관리하는 데이터베이스(131)를 구비한다.That is, the
상기 데이터베이스(131)에 저장 관리되는 상기 데이터 수집 모듈(110)에서 수집한 검사 데이터들 및 기존 결함 이력 정보 데이터를 포함하는 진단 기초 정보 데이터는 상기 진단 모듈(150)로 입력되어 분석 및 시뮬레이션을 위한 기초 정보 데이터로 활용된다.Diagnostic basic information data including inspection data collected by the
상기 기존 결함 이력 정보 데이터는 상기 박막 증착 관련된 기존의 결함 이력에 관한 정보 데이터를 의미한다. 이들 데이터들은 상기 진단 모듈(150)이 다양한 모델을 통해 박막 증착 상태 및 박막의 다양한 결함에 관한 진단을 수행하기 위하여 요청된다.The existing defect history information data refers to information data related to the existing defect history related to the thin film deposition. These data are requested for the
상기 진단 모듈(150)은 상기 데이터 처리 모듈(130)로부터 입력받은 진단 기초 정보 데이터를 적어도 하나의 모델에 적용하는 분석 및 시뮬레이션 과정을 통해 박막 증착 상태에 대한 진단을 수행하는 동작을 수행한다.The
상기 진단 모듈(150)은 상기 다양한 정보 데이터로 구성되는 상기 진단 기초 정보 데이터를 사전에 구축되어 저장 관리되는 적어도 하나의 모델을 이용하여 분석하고 시뮬레이션하여 박막 증착 상태에 대한 진단을 수행한다.The
이를 위한 상기 진단 모듈(150)은 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 데이터 베이스(131)에서 입력되는 상기 진단 기초 정보 데이터를 적어도 하나의 모델을 통해 분석하는 분석부(151), 상기 데이터 베이스(131)에서 입력되는 상기 진단 기초 정보 데이터를 적어도 하나의 모델을 통해 시뮬레이션하는 시뮬레이션부(153) 및 상기 분석과 시뮬레이션 결과를 통해 통합적으로 상기 박막 증착 상태를 진단하는 동작을 수행하는 통합 진단부(155)를 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 3, the
구체적으로, 상기 진단 모듈(150)은 상기 진단 기초 정보 데이터를 적어도 하나의 모델에 적용하고 분석하여 박막의 결함 발생 및 유형을 감지하는 동작을 수행하는 분석부(151), 상기 진단 기초 정보 데이터를 적어도 하나의 모델에 적용하고 시뮬레이션하여 롤투롤 진공 증착 장치의 상태 변화를 예측하는 동작을 수행하는 시뮬레이션부(153) 및 상기 분석부(151)와 시뮬레이션부(153)의 수행 결과를 종합적으로 분석하여 결함 발생 진단, 결함 유형 진단, 결함 발생 원인 진단, 결함 발생 위치 식별, 결함 발생 예측을 수행하는 통합 진단부(155)를 포함하여 구성된다.Specifically, the
상기 분석부(151)에서 적용되는 모델들은 데이터 기반 진단 모델, 머신러닝 진단 모델, 규칙 기반 진단 모델 및 통계적 분석 모델 등을 포함한다. 상기 분석부(151)는 이들 모델 중 적어도 하나의 모델을 적용하여 상기 진단 기초 정보 데이터를 분석하여 박막의 결함이 발생하였는지에 관한 결함 발생 여부를 감지하고 더 나아가 발생된 결함의 유형, 예를 들어 핀홀, 스크래치, 얼룩 등의 결함 유형을 감지하는 동작을 수행한다.Models applied by the
상기 시뮬레이션부(153)에서 적용되는 모델들은 데이터 모델, 물리적 모델, 하이브리드 모델 등을 포함한다. 상기 시뮬레이션부(153)는 이들 모델 중 적어도 하나의 모델을 적용하여 상기 진단 기초 정보 데이터를 분석하여 롤투롤 진공 증착 장치(100)의 상태 변화를 추적 및 예측하는 동작을 수행한다. 이를 통해 박막의 결함 발생 및 원인을 예측할 수 있다.Models applied by the
상기 분석부(151)의 적어도 하나의 모델을 통한 분석 수행 결과와 상기 시뮬레이션부(153)의 적어도 하나의 모델을 통한 시뮬레이션 수행 결과는 상기 통합 진단부(155)로 전달되고, 상기 통합 진단부(155)는 상기 수행 결과들을 종합적으로 분석하여 최종 결함에 관련된 다양한 진단을 수행한다.The analysis result through at least one model of the
즉, 상기 통합 진단부(155)는 상기 분석부(151)와 시뮬레이션부(153)의 수행 결과를 종합적으로 분석하여 결함 발생 진단, 결함 유형 진단, 결함 발생 원인 진단, 결함 발생 위치 식별, 결함 발생 예측을 수행한다.That is, the integrated
상기 통합 진단부(155)는 인공지능에 기반한 통합 진단 모델을 생성하여 적용할 수 있다. 상기 통합 진단 모델은 상술한 다양한 모델들의 수행 결과들을 종합적으로 분석하여 결함 발생과 유형을 조기에 진단하고, 결함 원인과 발생 위치를 최종적으로 식별해주는 종합적인 진단 모델에 해당한다. 상기 통합 진단 모델은 다양한 모델들 중 어느 하나를 적용할 수 있는데, 본 발명에서는 앙상블(Ensemble) 기법을 채택 적용한다. 상기 앙상블 기법은 다수의 진단 모델 결과들을 종합하여 최종적인 의사결정을 수행하는 우수한 기법이다. 물론 다른 유사 모델들이 적용 가능하다.The integrated
상기 통합 진단부(155)가 상기 분석부(151)와 시뮬레이션부(153)의 수행 결과를 종합적으로 분석하여 수행한 결과에 해당하는 결함 발생 진단, 결함 유형 진단, 결함 발생 원인 진단, 결함 발생 위치 식별, 결함 발생 예측, 즉 진단 결과 정보 데이터들은 상기 디지털 트윈 모델 처리 모듈(170)로 전달된다 그러면, 상기 디지털 트윈 모델 처리 모듈(170)은 이 데이터들을 특정 디지털 트윈 3D 모델에 적용하고 시각화 처리하여 관리자에게 제공하는 동작을 수행한다.The integrated
즉, 상기 디지털 트윈 모델 처리 모듈(170)은 상기 진단 모듈(150)로부터 입력되는 진단 결과 정보 데이터를 디지털 트윈 3D 모델에 연계 처리하여 시각화를 통해 제공하는 동작을 수행한다.That is, the digital twin
상기 디지털 트윈 모델 처리 모듈(170)은 복수의 디지털 트윈 3D 모델 중, 어느 하나를 선택하고, 이에 상기 진단 결과 정보 데이터를 연계하여 디지털 객체를 생성하여 디지털 트윈 3D 모델로 시각화 제공하는 동작을 수행한다. 상기 디지털 트윈 3D 모델로 시각화 처리되어 제공되는 정보 데이터는 상기 진단 결과 정보 데이터뿐만 아니라 실시간으로 수집되는 검사 데이터들, 상기 광학 검사 모듈(50)로부터 전송되어 수집되는 검사 데이터들을 포함한다. 따라서, 상기 진단 모듈(150)은 상기 진단 결과 정보 데이터와 상기 검사 데이터들을 함께 상기 디지털 트윈 모델 처리 모듈(170)에 전달한다.The digital twin
상기 디지털 트윈 3D 모델은 롤투롤 진공 증착 장치(100)의 물리적 장치의 구조와 작동을 나타내는 데이터와 정보의 조합으로 장치의 현재 상태를 진단하고, 결함 발생과 장치의 최적 동작 또는 운전 상태를 예측 및 진단할 수 있는 디지털 객체이다. The digital twin 3D model diagnoses the current state of the device with a combination of data and information representing the structure and operation of the physical device of the roll-to-roll
상기 디지털 트윈 모델 처리 모듈(170)은 도 4에 도시된 바와 같이, 디지털 트윈 제어부(171), 모델/콘텐츠 저장부(173), 디지털 객체 생성부(175) 및 HMI/시각화 처리부(177)를 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 4, the digital twin
상기 디지털 트윈 제어부(171)는 상기 진단 결과 정보 데이터들과 상기 검사 데이터들을 입력받고, 더 나아가 이들 데이터들에 관련된 롤투롤 진공 증착 장치의 정보 데이터를 입력받는다.The digital
그러면, 상기 디지털 트윈 제어부(171)는 입력받은 정보 데이터들을 기반하여 상기 모델/콘텐츠 저장부(173)에 저장 관리되는 복수의 디지털 트윈 3D 모델 중 적어도 하나와 복수의 시각화 콘텐츠 중 적어도 하나를 선택하여 상기 디지털 객체 생성부(175)로 전달되도록 한다. 그리고, 상기 디지털 트윈 제어부(171)는 상기 입력받은 상기 진단 결과 정보 데이터들과 상기 검사 데이터들을 상기 디지털 객체 생성부(175)로 전달한다.Then, the digital
상기 모델/콘텐츠 저장부(173)는 상기 진단 결과 정보 데이터들과 상기 검사 데이터들이 3D 모델을 통해 시각화 처리될 수 있도록, 다양한 디지털 트윈 3D 모델과 다양한 시각화 콘텐츠를 저장 관리한다. 상기 모델/콘텐츠 저장부(173)는 롤투롤 진공 증착 장치의 동작, 운영에 관한 진단에 대응하는 적어도 하나의 디지털 트윈 3D 모델을 저장 관리할 수 있고, 상기 진단 결과 정보 데이터들과 상기 검사 데이터들 각각에 대응하는 적어도 하나의 시각화 콘텐츠를 저장 관리할 수 있다.The model/
상기 디지털 트윈 제어부(171)는 상기 진단 모듈(150)로부터 전달되는 정보 데이터를 포함한 데이터들을 분석하여 대응하는 디지털 트윈 3D 모델과 적어도 하나의 시각화 콘텐츠를 선정할 수 있다. 상기 디지털 트윈 제어부(171)는 상기 선정한 디지털 트윈 3D 모델과 적어도 하나의 시각화 콘텐츠를 상기 모델/콘텐츠 저장부(173)로부터 상기 디지털 객체 생성부(175)로 전달되도록 제어한다.The digital
상기 디지털 객체 생성부(175)는 상기 전달받은 디지털 트윈 3D 모델과 적어도 하나의 시각화 콘텐츠에 상기 디지털 트윈 제어부(171)로부터 전달받은 데이터들, 즉 상기 진단 결과 정보 데이터들과 상기 검사 데이터들을 연계 처리시키고, 이를 상기 HMI/시각화 처리부(177)에 제공해주는 동작을 수행한다.The digital object creation unit 175 links the data received from the digital
상기 HMI/시각화 처리부(177)는 디지털 트윈 3D 모델에서 제공된 적어도 하나의 시각화 콘텐츠들을 사용자에게 제공하는 동작을 수행한다. 상기 HMI/시각화 처리부(177)는 롤투롤 진공 증착 장치의 3D 모델 기반 운전 및 결함 조기 진단 정보를 시각화 처리하여 제공하고, 롤투롤 진공 증착 장치의 3D 모델 기반 시뮬레이션 정보를 시각화 처리하여 제공하고, 3D 모델 기반 조작 및 제어를 통한 롤투롤 진공 증착 장치 구조 분석을 시각화 처리하여 제공하며, 더 나아가 사용자 데이터 분석 화면 제공으로 고장 원인 추적 기능 제공할 수 있다.The HMI/
상기 디지털 트윈 모델 처리 모듈(170)은 단순 그래프와 수치적인 정보들만을 제공하는 기존 모니터링 장치가 가진 정보 제공의 한계성을 획기적으로 개선시킬 수 있다. 특히, 롤투롤 진공 증착 장치에 대한 3차원 모델 정보를 제공하여 조작 및 제어를 가능하게 함으로써 운영자가 롤루롤 진공 증착 장치의 구조와 동작 상태 정보들을 용이하게 인지할 수 있으며, 비정상상태 발생 시 현상 파악과 분석 시간을 최소화시킬 수 있도록 해주는 장점을 가지고 있다. The digital twin
이와 같은 본 발명인 광학 검사 모듈을 이용한 롤투롤 진공 증착의 인공지능 기반 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 측정 및 검사가 수행되도록 하고, 진공 챔버 외부에 배치되는 인공지능 기반 모니터링 장치가 상기 광학 검사 모듈로부터 검사 데이터를 입력받은 후 인공지능에 기반한 분석 및 처리를 통해 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 artificial intelligence-based monitoring system for roll-to-roll vacuum deposition using the optical inspection module of the present invention, the 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, and After the AI-based monitoring device placed outside the vacuum chamber receives inspection data from the optical inspection module, it analyzes and processes the thin film in real time through AI-based analysis and processing. Since the deposition state is configured to be monitored, it is possible to quickly respond to thin film defects and improve productivity by minimizing time, effort, and cost for thin film deposition and inspection on the substrate, and the possibility of contamination of the substrate is minimized. The advantage of being able to reduce is generated.
한편, 본 발명에 따른 광학 검사 모듈을 이용한 롤투롤 진공 증착의 인공지능 기반 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 5는 본 발명의 실시예에 따른 광학 검사 모듈을 이용한 롤투롤 진공 증착의 인공지능 기반 모니터링 시스템을 구성하는 롤투롤 진공 증착 장치의 제1 형태에 따른 개략적인 구성 단면도이다.5 is a schematic configuration cross-sectional view according to a first form of a roll-to-roll vacuum deposition apparatus constituting an artificial intelligence-based monitoring system for roll-to-roll vacuum deposition using an optical inspection module according to an embodiment of the present invention.
도 5에 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.As shown in FIG. 5, 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) 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. Rotational 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 5 및 도 6에서 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 that 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 side of the substrate (s) may be a front side or a back side. When one surface of the substrate is the front surface, the other surface of the substrate corresponds to the rear surface, and when 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.Corresponding to 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 detected 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 검사 데이터를 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 검사 데이터를 전달받은 상술한 인공지능 기반 모니터링 장치(200)에 의해 분석되는 것이 바람직하다.The light-receiving
한편, 상기 수광 센서 모듈(53)에서 측정 및 분석된 박막의 광학 밀도 정보와 박막의 두께 정보에 해당하는 검사 데이터는 외부에 별도로 구비되는 상기 인공지능 기반 모니터링 장치(200)로 전송될 수 있다. 그러면, 상기 인공지능 기반 모니터링 장치(200)는 상기 검사 데이터들을 이용하여 다양한 측정, 테스트, 검사를 수행하고 분석하여 실시간으로 박막 증착 상태를 모니터링할 수 있다.Meanwhile, inspection data corresponding to the optical density information of the thin film and the thickness 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 인공지능 기반 모니터링 장치(200)로 전송될 수 있다. 그러면, 상기 인공지능 기반 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 5에 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 5에서는 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. 5, 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 5에 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. 5 , 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 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 경우에 따라서는 별도의 진공 챔버(1) 내에 개별적으로 배치될 수도 있다. In this way, 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 performing a thin film deposition process such as a sputtering process. The pretreatment process includes ion beam treatment and the like. The ion beam treatment cleans the surface of the substrate and simultaneously improves the efficiency of thin film deposition in a sputtering process through surface treatment. It is preferable that such an ion beam treatment is 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 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 광학 검사 모듈을 이용한 롤투롤 진공 증착의 인공지능 기반 모니터링 시스템을 구성하는 제2 형태의 롤투롤 진공 증착 장치(100)는 도 5를 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 5와 상이한 부분만 구체적으로 설명하고 나머지 부분은 생략한다. 다만, 생략된 부분은 도 5를 참조하여 설명한 부분과 동일하게 적용된다.Specifically, as shown in FIG. 6, the second type of roll-to-roll
도 6에 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 6에서는 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. 6, 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 6에 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. 6 , 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 deposition quality that the flexible substrate (s) transported 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.Embodiments according to the present invention have been described above, but these are merely examples, and those skilled in the art will understand that various modifications and embodiments of equivalent range are possible therefrom. Therefore, 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 : 인공지능 기반 모니터링 장치
110 : 데이터 수집 모듈
130 : 데이터 처리 모듈
150 : 진단 모듈
170 : 디지털 트윈 모델 처리 모듈
171 : 디지털 트윈 제어부
173 : 모델/콘텐츠 저장부
175 : 디지털 객체 생성부
177 : HMI/시각화 처리부
300 : 광학 검사 모듈을 이용한 롤투롤 진공 증착의 인공지능 기반 모니터링 시스템1: vacuum chamber 10: unwinding roller
30: deposition module 31: drum
33: drum replacement 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: AI-based monitoring device
110: data collection module 130: data processing module
150: diagnostic module 170: digital twin model processing module
171: digital twin control unit 173: model/content storage unit
175: digital object creation unit 177: HMI/visualization processing unit
300: AI-based monitoring system for roll-to-roll vacuum deposition 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 검사 데이터들을 인공지능에 기반한 분석 및 처리를 통해 실시간으로 박막 증착 상태를 모니터링하는 인공지능 기반 모니터링 장치를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 광학 검사 모듈을 이용한 롤투롤 진공 증착의 인공지능 기반 모니터링 시스템.
In the artificial intelligence-based monitoring system of roll-to-roll vacuum deposition using an optical inspection module,
A roll-to-roll vacuum deposition apparatus having an optical inspection module that performs a thin film deposition process on a substrate by a roll-to-roll method in a vacuum chamber and performs an optical inspection on the thin film of the substrate in the vacuum chamber;
It is configured to include an artificial intelligence-based monitoring device disposed outside the roll-to-roll vacuum deposition device and monitoring the thin film deposition state in real time through artificial intelligence-based analysis and processing of the inspection data transmitted from the optical inspection module. An AI-based monitoring system for roll-to-roll vacuum deposition using an optical inspection module.
상기 인공지능 기반 모니터링 장치는,
상기 광학 검사 모듈에서 전송하는 검사 데이터들을 수집하는 데이터 수집 모듈;
상기 데이터 수집 모듈에 의해 수집된 검사 데이터들을 저장 관리하고, 진단 보조 데이터들을 수집 및 저장 관리하는 데이터 처리 모듈;
상기 데이터 처리 모듈로부터 입력받은 진단 기초 정보 데이터를 적어도 하나의 모델에 적용하는 분석 및 시뮬레이션 과정을 통해 박막 증착 상태에 대한 진단을 수행하는 진단 모듈을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 광학 검사 모듈을 이용한 롤투롤 진공 증착의 인공지능 기반 모니터링 시스템.
The method of claim 1,
The artificial intelligence-based monitoring device,
a data collection module that collects inspection data transmitted from the optical inspection module;
a data processing module that stores and manages the test data collected by the data collection module, and collects, stores, and manages diagnostic auxiliary data;
Using an optical inspection module, characterized in that it comprises a diagnosis module for diagnosing the thin film deposition state through an analysis and simulation process of applying the diagnostic basic information data input from the data processing module to at least one model AI-based monitoring system for roll-to-roll vacuum deposition.
상기 인공지능 기반 모니터링 장치는 상기 진단 모듈로부터 입력되는 진단 결과 정보 데이터를 디지털 트윈 3D 모델에 연계 처리하여 시각화를 통해 제공하는 디지털 트윈 모델 처리 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 검사 모듈을 이용한 롤투롤 진공 증착의 인공지능 기반 모니터링 시스템.
The method of claim 2,
The artificial intelligence-based monitoring device further comprises a digital twin model processing module for linking and processing the diagnosis result information data input from the diagnosis module to the digital twin 3D model and providing it through visualization Roll using an optical inspection module, characterized in that An AI-based monitoring system for two-roll vacuum deposition.
상기 데이터 처리 모듈은 상기 데이터 수집 모듈에서 수집한 검사 데이터들 및 기존 결함 이력 정보 데이터를 포함하는 진단 기초 정보 데이터를 저장 관리하는 데이터베이스를 구비하고,
상기 진단 모듈은 상기 진단 기초 정보 데이터를 적어도 하나의 모델에 적용하고 분석하여 박막의 결함 발생 및 유형을 감지하는 동작을 수행하는 분석부, 상기 진단 기초 정보 데이터를 적어도 하나의 모델에 적용하고 시뮬레이션하여 롤투롤 진공 증착 장치의 상태 변화를 예측하는 동작을 수행하는 시뮬레이션부 및 상기 분석부와 시뮬레이션부의 수행 결과를 종합적으로 분석하여 결함 발생 진단, 결함 유형 진단, 결함 발생 원인 진단, 결함 발생 위치 식별, 결함 발생 예측을 수행하는 통합 진단부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 광학 검사 모듈을 이용한 롤투롤 진공 증착의 인공지능 기반 모니터링 시스템.
According to claim 2 or claim 3,
The data processing module includes a database for storing and managing diagnostic basic information data including inspection data collected by the data collection module and existing defect history information data;
The diagnosis module applies the diagnosis basic information data to at least one model and analyzes the analysis unit to perform an operation of detecting the occurrence and type of a defect in the thin film, and applies the diagnosis basic information data to at least one model and simulates The simulation unit that predicts the state change of the roll-to-roll vacuum deposition apparatus and the results of the analysis unit and the simulation unit are comprehensively analyzed to diagnose the occurrence of defects, diagnose the type of defect, diagnose the cause of the defect, identify the location of the defect, and An artificial intelligence-based monitoring system for roll-to-roll vacuum deposition using an optical inspection module, characterized in that it comprises an integrated diagnosis unit that performs occurrence prediction.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1020210113822A KR20230031510A (en) | 2021-08-27 | 2021-08-27 | Roll-to-roll vacuum deposition monitoring system using optical inspection module |
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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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