KR100909428B1 - Ion Beam Assisted Electron Beam Multilayer Film Deposition System - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이온빔 보조 전자빔 다층막 증착장치에 관한 것으로 진공 챔버와, 피증착물을 지지하는 피증착물 지지대와, 피증착물의 하측에 설치된 전자빔 소스와, 전자빔 소스의 전자빔에 의해 증착 입자를 방출하는 증착 물질 및 증착 물질로부터 방출된 증착 입자에 에너지를 전달하도록 이온빔을 방출하는 이온빔 소스를 구비한 다층막 증착장치에 있어서, 상기 진공 챔버의 내경을 확대하되 진공 챔버 내부의 부피증가로 인해 작업 후 아르곤 가스 배출 속도의 저하를 방지하기 위해 진공 챔버의 높이는 줄이고, 전자빔 소스의 위치는 외벽에서 내측으로 280~320mm 간격이 유지되게 하며, 이온빔 소스는 진공 챔버의 중심선에서 180~220mm 간격의 위치에 각각 설치하고, 상기 진공 챔버의 내경은 1650~2050㎜로 제작하되 상기 진공 챔버의 내경 대 높이의 비율은 1 : 0.75~0.85로 제작하여 대형 시트의 증착을 가능하게 함은 물론 증착 제품의 생산성을 크게 향상시킬 수 있으며, 제품의 균일도 및 재현성을 제고하여 증착공정의 안정성을 확보함으로써 증착 제품의 적용분야를 확대할 수 있는 효과가 있는 것이다.The present invention relates to an ion beam assisted electron beam multilayer film deposition apparatus, comprising: a vacuum chamber, a deposit support for supporting a deposit, an electron beam source provided below the deposit, a deposition material for emitting deposition particles by an electron beam of the electron beam source, and A multi-layer film deposition apparatus having an ion beam source that emits ion beams to transfer energy to deposited particles emitted from a deposition material. In order to prevent degradation, the height of the vacuum chamber is reduced, the position of the electron beam source is maintained at a distance of 280 to 320 mm from the outer wall to the inside, and the ion beam source is installed at a position of 180 to 220 mm from the center line of the vacuum chamber, respectively. The inner diameter of the chamber is manufactured to 1650 ~ 2050㎜ but the ratio of the inner diameter to the height of the vacuum chamber is 1: 0.75 ~ 0.85 enables the deposition of large sheets as well as greatly improves the productivity of the deposited products, and improves the uniformity and reproducibility of the products to ensure the stability of the deposition process. There is an effect that can be enlarged.

증착장치, 다층막, 진공챔버, 전자빔, 이온빔 Evaporation apparatus, multilayer film, vacuum chamber, electron beam, ion beam

Description

이온빔 보조 전자빔 다층막 증착장치{The deposition device of multi-layer film using an electron beam as the secondary ion beam}The deposition device of multi-layer film using an electron beam as the secondary ion beam}

본 발명은 증착장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이온빔 보조 증착을 통해 저항 가열식 증착 및 스퍼터링 증착의 장점을 결합하여 증착 박막의 조밀도를 높이고 밀착력을 향상시켜 제품의 생산성 및 수율 향상을 극대화할 수 있는 다기능의 이온빔 보조 전자빔 다층막 증착장치에 관한 것이다.The present invention relates to a deposition apparatus, and more particularly, by combining the advantages of resistive heating deposition and sputter deposition through ion beam assisted deposition to increase the density of the deposited thin film and improve the adhesion to maximize the productivity and yield of the product The present invention relates to a multifunctional ion beam assisted electron beam multilayer film deposition apparatus.

일반적으로 증착장치는 반도체 기판과 같은 피증착물에 증착막을 형성하는 장치로서, 그 증착 방식에 따라 물리 기상 증착(physical vapor deposition) 방식과 화학 기상 증착(chemical vapor deposition) 방식으로 구분되어지고 있다.In general, a deposition apparatus is a device for forming a deposition film on a deposit such as a semiconductor substrate, and is classified into a physical vapor deposition method and a chemical vapor deposition method according to the deposition method.

이와 같이 구분되는 것 중에서 물리 기상 증착 방식은 증착 물질로부터 증착 입자를 방출시키도록 증착 물질에 높은 에너지를 갖는 입자를 충돌시켜 피증착물에 증착시키는 방법으로 스퍼터링 방식과 진공 증착 방식으로 분류될 수 있다. 그리고 진공 증착 방식 중에는 발생된 증착 입자에 에너지를 전달하도록 이온빔을 발생시키는 이온빔 소스가 부가된 이온빔 보조 증착 방식이 개발되어 사용되고 있다.Among these classifications, the physical vapor deposition method may be classified into a sputtering method and a vacuum deposition method as a method of colliding particles having high energy on the deposition material to deposit the deposited particles from the deposition material and depositing the deposited material on the deposition material. In addition, during the vacuum deposition method, an ion beam assisted deposition method in which an ion beam source for generating an ion beam is generated and used to transfer energy to the deposited particles is developed and used.

종래의 스퍼터링 방식을 사용한 증착장치를 개략적으로 도시한 도 1를 참조하여 보면, 종래의 스퍼터링 증착장치(100)는 스퍼터 챔버(110)와, 피증착물(105)을 지지하는 피증착물 지지대(111)와, 증착 입자를 방출하는 증착 물질인 타깃(target)(115)과, 타깃(115)을 지지하며 타깃(115)의 주위에 플라즈마를 형성하여 타깃(115)으로부터 증착 입자를 방출시키는 스퍼터 소스(117)를 포함한다.Referring to FIG. 1, which schematically illustrates a deposition apparatus using a conventional sputtering method, the conventional sputtering deposition apparatus 100 includes a sputter chamber 110 and a deposition support 111 supporting the deposit 105. And a target 115, which is a deposition material that emits deposition particles, and a sputter source that supports the target 115 and forms plasma around the target 115 to release the deposition particles from the target 115. 117).

스퍼터 챔버(110)는 진공 펌프(113)에 의해 0.001torr 내지 0.01torr 정도의 진공도를 갖도록 진공상태로 되며, 플라즈마를 발생시키도록 주로 아르곤(Ar) 가스로 충진된다. 스퍼터 소스(117)는 타깃(115) 부근에 플라즈마가 형성되도록 자석 등을 구비하며, 타깃(115)에 음(-) 전압을 인가하게 된다.The sputter chamber 110 is vacuumed to have a degree of vacuum of about 0.001 tor to about 0.01 tor by the vacuum pump 113, and is mainly filled with argon (Ar) gas to generate a plasma. The sputter source 117 is provided with a magnet or the like to form a plasma near the target 115, and applies a negative voltage to the target 115.

상기한 바와 같은 종래의 스퍼터링 증착장치(100)는 타깃(115)에 음(-) 전압이 인가되면 타깃(115)의 부근에 플라즈마가 형성되어 플라즈마 내의 양(+) 전하를 띤 이온이 타깃(115)의 표면에 충돌하게 되며, 수십 내지 수백 eV(electron volt)의 에너지를 갖는 증착 입자가 스퍼터링되어 피증착물에 증착된다.In the conventional sputtering deposition apparatus 100 as described above, when a negative voltage is applied to the target 115, a plasma is formed in the vicinity of the target 115 such that ions having positive charges in the plasma are targeted. And impingement on the surface of 115, and deposited particles having energy of tens to hundreds of electron volts (eV) are sputtered and deposited on the deposit.

그러나, 상기 종래의 스퍼터링 증착장치는 스퍼터링된 증착 입자의 에너지가 수십 내지 수백 eV 정도이므로 피증착물과 증착막 사이에 믹싱 레이어(mixing layer)를 형성하기 어려워 피증착물과 증착막 사이의 밀착력을 향상시키기가 용이하지 않은 문제점이 있으므로, 종래의 음이온 보조 증착장치 및 스퍼터링 증착장치의 장점을 갖는 증착장치의 필요성이 요구된다. 그런데, 이러한 종래의 음이온 보조 증착장치 및 스퍼터링 증착장치에 설치된 챔버들은 각각의 다른 진공도를 가지게 되므로 이들의 결합을 위해서는 여러가지의 기술적인 곤란성을 극복해야 하는 문제가 있다.However, in the conventional sputtering deposition apparatus, since the energy of the sputtered deposition particles is about tens to several hundred eV, it is difficult to form a mixing layer between the deposit and the deposited film, so that it is easy to improve the adhesion between the deposit and the deposited film. Since there is not a problem, there is a need for a deposition apparatus having advantages of conventional anion assisted deposition apparatus and sputtering deposition apparatus. However, since the chambers installed in the conventional anion assisted deposition apparatus and the sputtering deposition apparatus have different degrees of vacuum, there is a problem that various technical difficulties must be overcome in order to combine them.

또한, 종래의 화학 기상 증착 방식의 증착장치는 전자총에서 발사된 전자빔이 편향수단에 의해 소스(source)를 타격하여 점가열에 의해 증기화함으로써 기화된 소스의 증기가 피증착물인 기판에 부착되어 성막, 즉 증착되도록 하고 있다.In addition, in the conventional vapor deposition apparatus of the chemical vapor deposition method, the electron beam emitted from the electron gun strikes the source by the deflection means and vaporizes by spot heating so that the vapor of the vaporized source is attached to the substrate, which is a deposit, to form a film. That is, to be deposited.

그런데, 기판의 연속투입과 증착 등 증착장치의 연속제어를 위해서는 소스의 연속공급이 필요하므로, 이에 따라 크루시블(crucible)을 링(ring)형태의 용기로 구성하여 턴테이블(turn table)처럼 회전시키면서 그 일측에는 입상(粒狀)의 소스를 연속적으로 공급하여 복수의 소스가 순차적으로 증착에 투입될 수 있게 하는 구성의 증착장치가 일반적으로 사용되고 있다.However, the continuous supply of the source is required for continuous control of the deposition apparatus such as continuous feeding and deposition of the substrate. Accordingly, the crucible is configured as a ring-type container and rotated like a turn table. On the other hand, a vapor deposition apparatus having a configuration in which granular sources are continuously supplied to allow a plurality of sources to be sequentially input to vapor deposition is generally used.

이러한 방식의 증착장치는 증착분위기 내의 온도 편차를 감소시키는데 유효하며, 실제 증착에 사용되는 소스들은 전자빔이 랜딩되는 부위의 소스들 만으로 점(點) 소스라고 할 수 있는데, 이러한 점 소스는 기판이 어느 정도 이하의 작은 크기의 경우에는 별다른 문제가 없으나, 최근 평판표시소자의 대형화 등의 경향에 따라 피증착물인 기판이 대형화되고 있어서 이와 같은 점 소스로 대형의 기판을 균일하게 증착하기에는 어려움이 따른다.This type of deposition apparatus is effective to reduce the temperature variation in the deposition atmosphere, and the sources used for the actual deposition are spot sources using only the sources of the site where the electron beam is landed. In the case of a small size or less, there is no problem. However, in recent years, as the substrate to be deposited is enlarged due to the trend of larger size of the flat panel display device, it is difficult to uniformly deposit a large substrate with such a point source.

이러한 문제를 해소하기 위해 이온빔을 보조로 사용한 이온빔 보조 증착장치가 사용되고 있으며, 이러한 종래의 이온빔 보조 증착장치를 개략적으로 설명하고 있는 도 2를 참조하여 보면, 이온빔 보조 증착장치(200)는 진공 챔버(210)와, 피증착물(205)을 지지하는 피증착물 지지대(211)와, 피증착물(205)의 하측에 마련되어 전자빔 소스(electron beam source)(217)에서 발생된 전자빔에 의해 증착 입자를 방출하는 증착 물질(215)과, 증착 물질(215)로부터 방출된 증착 입자에 에너지를 전달하도록 이온빔을 방출하는 이온빔 소스(ion beam source)(227)를 포함한다.In order to solve this problem, an ion beam assisted deposition apparatus using an ion beam is used, and referring to FIG. 2 which schematically illustrates such a conventional ion beam assisted deposition apparatus, the ion beam assisted deposition apparatus 200 is a vacuum chamber ( 210, a deposit support 211 for supporting the deposit 205, and a lower portion of the deposit 205, which emits deposition particles by an electron beam generated by an electron beam source 217. A deposition material 215 and an ion beam source 227 that emits an ion beam to transfer energy to the deposited particles emitted from the deposition material 215.

진공 챔버(210)는 진공 펌프(213)에 의해 0.0001torr 정도의 진공도를 갖도록 진공된다. 이온빔 소스(227)는 주로 아르곤(Ar) 가스를 공급받아 고에너지를 갖는 이온빔을 발생하게 된다.The vacuum chamber 210 is vacuumed to have a degree of vacuum of about 0.0001 torr by the vacuum pump 213. The ion beam source 227 is mainly supplied with argon (Ar) gas to generate an ion beam having a high energy.

상기한 바와 같은 종래의 이온빔 보조 증착장치(200)는 전자빔에 의해 증착 물질(215)로부터 방출된 증착 입자를 피증착물(205)에 증착시킬 수 있다. 이때, 이온빔 소스(227)에서 고에너지를 갖는 이온빔을 방출하여 증착 입자에 전달함으로써 피증착물(205)과 증착막 사이에 믹싱 레이어(mixing layer)를 형성하여 피증착물(205)에 증착된 증착막의 밀착력을 향상시킬 수 있다.The conventional ion beam assisted deposition apparatus 200 as described above may deposit the deposition particles emitted from the deposition material 215 by the electron beam onto the deposit 205. At this time, by adhering the ion beam having high energy from the ion beam source 227 to the deposition particles, a mixing layer is formed between the deposit 205 and the deposited film to form an adhesion force of the deposited film deposited on the deposit 205. Can improve.

그러나, 상기한 바와 같은 종래의 이온빔 보조 증착장치는 전자빔 소스에서 발생된 전자빔에 의해 증착 물질로부터 증착 입자를 방출하도록 구성되어 있으므로 증착 물질의 소모량이 상당히 크며, 이러한 증착 물질이 고가의 금속인 경우에는 비용이 증가하는 문제가 있다.However, the conventional ion beam assisted deposition apparatus as described above is configured to emit deposition particles from the deposition material by the electron beam generated in the electron beam source, so that the consumption of the deposition material is considerably large, and when such deposition material is an expensive metal, There is a problem of increased cost.

또한, 상기한 바와 같은 종래의 이온빔 보조 증착장치는 기존에는 대부분 소형 시트(sheet)에 다층막을 증착할 수 있는 정도의 크기에 맞추어 진공 챔버가 설계되어 있으므로, 최근 제품의 대형화 추세에 따른 대형 시트(sheet)에 대한 증착이 필요한 경우에는 사용상에 어려움이 있어 기존의 이온빔 보조 증착장치로는 대형 시트(sheet) 피증착물의 생산성, 제품의 균일도 및 재현성이 낮아 증착 단가가 높아져 적용분야의 확대에 어려움이 있었다.In addition, in the conventional ion beam assisted deposition apparatus as described above, since the vacuum chamber is designed to the extent that most of the conventional film can be deposited on a small sheet (sheet), the large sheet according to the recent trend of larger products ( When deposition on sheets is required, it is difficult to use, and conventional ion beam assisted deposition apparatus has high productivity due to low productivity and uniformity and reproducibility of large sheet deposits. there was.

본 발명은 상기한 문제를 감안하여 창안한 것으로, 대형 시트(sheet)의 장착을 위해 증착장치의 진공 챔버를 대구경화하되 진공 챔버의 구조를 변경하고 전자빔 소스 및 이온빔 소스의 설치 위치를 최적화하여 피증착물의 생산성, 제품의 균일도 및 재현성을 제고하고 증착공정의 안정화를 확보할 수 있는 이온빔 보조 전자빔 다층막 증착장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been devised in view of the above-mentioned problems, and the large size of the vacuum chamber of the deposition apparatus for mounting a large sheet is changed, but the structure of the vacuum chamber is changed and the installation position of the electron beam source and the ion beam source is optimized. An object of the present invention is to provide an ion beam assisted electron beam multilayer film deposition apparatus capable of improving the productivity of the deposit, the uniformity and reproducibility of the product, and ensuring the stabilization of the deposition process.

본 발명에 따른 이온빔 보조 전자빔 다층막 증착장치는 진공 챔버와, 피증착물을 지지하는 피증착물 지지대와, 피증착물의 하측에 설치된 전자빔 소스와, 전자빔 소스의 전자빔에 의해 증착 입자를 방출하는 증착 물질 및 증착 물질로부터 방출된 증착 입자에 에너지를 전달하도록 이온빔을 방출하는 이온빔 소스를 구비한 다층막 증착장치에 있어서, 상기 진공 챔버의 내경을 확대하되 진공 챔버 내부의 부피증가로 인해 작업 후 아르곤 가스 배출 속도의 저하를 방지하기 위해 진공 챔버의 높이는 줄이고, 전자빔 소스의 위치는 외벽에서 내측으로 280~320mm 간격을 유지되게 하며, 이온빔 소스는 진공 챔버의 중심선에서 180~220mm 간격의 위치에 각각 설치한다.The ion beam assisted electron beam multilayer film deposition apparatus according to the present invention includes a vacuum chamber, an evaporation support for supporting an evaporation object, an electron beam source provided under the evaporation object, and a deposition material and evaporation material for emitting deposition particles by an electron beam of an electron beam source. A multi-layer film deposition apparatus having an ion beam source that emits ion beams to transfer energy to deposited particles emitted from a material, wherein the inner diameter of the vacuum chamber is enlarged, but the argon gas discharge rate is decreased after the operation due to an increase in the volume inside the vacuum chamber. In order to prevent the height of the vacuum chamber is reduced, the position of the electron beam source is to be maintained at a distance of 280 ~ 320mm inward from the outer wall, the ion beam source is installed at a position of 180 ~ 220mm spaced from the center line of the vacuum chamber, respectively.

또한, 상기 진공 챔버의 내경은 1650~2050㎜로 제작하되, 상기 진공 챔버의 내경(φ) 대 높이(h)는 1 : 0.75~0.85의 비율로 제작된다.In addition, the inner diameter of the vacuum chamber is produced in 1650 ~ 2050mm, the inner diameter (φ) to height (h) of the vacuum chamber is produced in a ratio of 1: 0.75 to 0.85.

본 발명은 증착장치의 진공 챔버를 대구경화하되 진공 챔버의 구조를 변경하고, 전자빔 소스 및 이온빔 소스의 설치 위치를 최적화함으로써, 대형 시트(sheet) 제품의 장착을 가능하게 하여 증착하게 되므로 증착제품의 생산성을 크게 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 제품의 균일도 및 재현성을 제고하여 증착공정의 안정성을 확보함으로써 제품의 증착단가를 낮추게 되며 증착의 적용분야를 확대할 수 있는 효과가 있다.The present invention is to enlarge the vacuum chamber of the deposition apparatus, but by changing the structure of the vacuum chamber and optimizing the installation position of the electron beam source and the ion beam source, it is possible to install a large sheet (sheet) product to deposit the deposition product Not only can the productivity be greatly improved, but also the uniformity and reproducibility of the product can be improved to ensure the stability of the deposition process, thereby lowering the deposition cost of the product and expanding the application field of the deposition.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the present invention.

첨부된 도면 도 3에는 본 발명에 따른 이온빔 보조 전자빔 다층막 증착장치를 설명하기 위한 일단면의 구성도가 개략적으로 도시되어 있다.3 is a schematic diagram of one end surface for explaining an ion beam assisted electron beam multilayer film deposition apparatus according to the present invention.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 이온빔 보조 전자빔 다층막 증착장치(300)는 진공 챔버(310)와, 피증착물(305)을 지지하는 피증착물 지지대(311)와, 피증착물(305)의 하측에 설치된 전자빔 소스(317)와, 전자빔 소스(317)의 전자빔에 의해 증착 입자를 방출하는 증착 물질 및 증착 물질로부터 방출된 증착 입자에 에너지를 전달하도록 이온빔을 방출하는 이온빔 소스(327)로 구비되어 이루어지며, 상기 진공 챔버(310)의 내경(φ)은 1650~2050㎜로 확대 제작하되, 진공 챔버(310) 내부의 부피증가로 인해 작업 종료 후 진공 챔버 내의 아르곤 가스 배출속도의 저하를 방지하기 위해 진공 챔버의 높이(h)를 줄여서 상기 진공 챔버(310)의 내경(φ) 대 높이(h)는 1 : 0.75~0.85의 비율로 제작된다.As shown in FIG. 3, the ion beam assisted electron beam multilayer film deposition apparatus 300 according to the present invention includes a vacuum chamber 310, a deposit support 311 for supporting the deposit 305, and the deposit 305. An electron beam source 317 installed underneath and an ion beam source 327 that emits an ion beam to transfer energy to the deposited material that emits the deposited particles by the electron beam of the electron beam source 317 and the deposited particles emitted from the deposited material. The inner diameter (φ) of the vacuum chamber 310 is made to be expanded to 1650 to 2050 mm, but due to the increase in the volume inside the vacuum chamber 310, the reduction of the argon gas discharge rate in the vacuum chamber after the operation is completed. In order to prevent the height (h) of the vacuum chamber to reduce the inner diameter (phi) to height (h) of the vacuum chamber 310 is produced in a ratio of 1: 0.75 ~ 0.85.

또한, 상기 전자빔 소스(317)는 외벽에서 내측으로 280~320mm의 간격(b)이 유지되는 위치에 설치되며, 이온빔 소스(327)는 진공 챔버(310)의 중심선에서 180~220mm의 간격(a)이 유지되는 위치에 설치하여 피증착물의 균일도 및 재현성과 증착공정의 안정성을 확보한 것이 특징이다.In addition, the electron beam source 317 is installed at a position where a space b of 280 to 320 mm is maintained inward from the outer wall, and the ion beam source 327 is a distance of 180 to 220 mm from the centerline of the vacuum chamber 310. It is installed at the position where) is maintained to ensure uniformity and reproducibility of deposit and stability of deposition process.

상기 전자빔 소스(317)의 점 증착물질을 이용하여 박막을 형성하는 경우에 적층막의 두께 분포는 점 증착물질의 바로 위에서 가장 두껍고 가장자리로 갈수록 얇아진다. 이러한 두께 분포는 L. Holland 및 W. Steckelmacher 등이 제안한 코사인(Cosine) 함수 분포를 가진다고 알려져 있으며, 점 증착물질을 사용하는 경우에 점 증착물질의 형태와 증발조건에 따른 증발되는 물질의 이방성 정도에 따라 증착 속도 및 증착의 형태가 달라지기 때문에 점 증착물질의 형태와 증발조건에 의해 증착 박막의 두께와 증착 효율을 추산할 수 있다. 이러한 증발되는 물질의 이방성 정도는 실험적으로 점 증착물질에서 증착된 박막의 두께분포를 측정하여 구할 수 있다.In the case of forming a thin film using the point deposition material of the electron beam source 317, the thickness distribution of the laminated film is thickest just above the point deposition material and becomes thinner toward the edge. This thickness distribution is known to have a cosine function distribution proposed by L. Holland and W. Steckelmacher, etc., and in the case of using a point deposition material, the thickness of the point deposition material and the anisotropy of the evaporated material depending on the evaporation conditions are known. Since the deposition rate and the form of deposition vary according to the present invention, it is possible to estimate the thickness and deposition efficiency of the deposited thin film by the shape of the point deposition material and the evaporation conditions. The anisotropy degree of the evaporated material can be obtained by measuring the thickness distribution of the thin film deposited from the point deposition material experimentally.

이온빔 보조 전자빔 다층막 증착장치에 있어서, 증발되는 증착 물질의 이방성 정도와 증착 소스의 위치를 알고 있는 경우에 피증착물의 증착면에서의 두께는 코사인(Cosine) 함수로 표현되며, 대면적 기판의 경우에 기판 내 박막의 두께 균일도를 얻기 위해서는 2세대 기판을 사용하는 경우에 대비하여 피증착물인 기판과 증착 물질과의 높이 및 중심에서의 거리가 매우 커져야 한다. 이는 점 증착물질이 피증착물과 매우 멀어져야 하며 피증착물의 중심을 기점으로 바깥쪽으로 멀리 이동함을 의미한다. 이러한 경우에 두께 균일도는 확보될 수 있지만 증착 속도와 재료의 증착 효율은 더욱 낮아진다. 이러한 낮은 재료의 증착 효율을 극복하기 위한 방법으로 증착 물질의 위치를 피증착물인 기판에 더욱 가깝게 설치하여 재료의 증착 효율을 증가시키는 방법이 제시될 수 있다. In the ion beam assisted electron beam multilayer film deposition apparatus, when the degree of anisotropy of the evaporation material and the location of the deposition source are known, the thickness at the deposition surface of the deposit is expressed as a cosine function, and in the case of a large-area substrate, In order to obtain the thickness uniformity of the thin film in the substrate, the height and distance from the center of the substrate to be deposited and the deposition material must be very large, compared to the case of using the second generation substrate. This means that the point deposits should be very far from the deposit and move outwards from the center of the deposit. In this case, thickness uniformity can be ensured, but the deposition rate and the deposition efficiency of the material are further lowered. As a method for overcoming the low deposition efficiency of the material, a method of increasing the deposition efficiency of the material may be provided by placing the deposition material closer to the substrate to be deposited.

또한, 전자빔 소스의 점 증착물질을 사용하는 경우에 증착되는 박막의 두께 균일도를 확보할 수 있는 영역이 매우 제한적이기 때문에 넓은 영역에서 박막의 두께 균일도를 얻기 위해서는 본 발명에서 같이 피증착물인 기판을 회전시켜야 하며, 점 증착물질을 이용하는 경우에 2세대 글라스에서 예컨대, OLED 소자 정도에 요구되는 두께 균일도를 얻을 수 있지만 이 경우 재료의 사용 효율은 상대적으로 매우 나쁘다. 대부분의 물질은 기판 외부에 증착되므로 예상되는 재료의 사용 효율은 약 5% 정도이다. 이러한 낮은 증착 효율을 증가시키기 위해서 점 증착물질의 디자인을 개선하여 증발되는 물질의 이방성 정도를 증가시키면 가능할 수 있지만 이 역시 10% 미만의 효율에 그친다. 대면적 기판에서 점 증착원을 사용하면 10% 미만의 증착 효율을 나타내지만 대면적 기판과 증착원의 거리를 줄이면 증착 효율을 개선할 수 있다.In addition, when the point deposition material of the electron beam source is used, the area capable of securing the thickness uniformity of the deposited thin film is very limited. In the case of using point evaporation materials, the thickness uniformity required for, for example, OLED devices, can be obtained in second generation glass, but the use efficiency of the material is relatively very poor in this case. Since most materials are deposited outside the substrate, the expected use efficiency of the material is about 5%. In order to increase this low deposition efficiency, it may be possible to improve the design of the point deposition material to increase the degree of anisotropy of the evaporated material, but this is also less than 10%. Using a point deposition source in a large area substrate shows less than 10% deposition efficiency, but reducing the distance between the large area substrate and the deposition source can improve the deposition efficiency.

본 발명에서는 여러가지의 반복적 실험과 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 진공 챔버의 높이(h)를 줄여 진공 챔버의 내경(φ) 대 높이(h)는 1 : 0.75~0.85의 비율로 설계하는 것이 박막의 두께 균일도가 최적의 상태로 됨을 확인하였으며, 또한 전자빔 소스는 외벽에서 내측으로 280~320mm의 간격(b)이 유지되는 위치에, 이온빔 소스는 진공 챔버의 중심선에서 180~220mm의 간격(a)이 유지되는 위치에 각각 설치하는 것이 대형 시트(sheet)에 대한 피증착물의 균일도와 제품의 재현성 및 증착공정의 안정성에 최적의 조건임을 알게 되었다.In the present invention, by reducing the height (h) of the vacuum chamber through various iterative experiments and computer simulations, the inner diameter (φ) to height (h) of the vacuum chamber is designed at a ratio of 1: 0.75 to 0.85. It has been confirmed that the optimum state, and the electron beam source is in the position where the interval (b) of 280 ~ 320mm is maintained inward from the outer wall, the ion beam source is the position where the interval (a) of 180 ~ 220mm from the center line of the vacuum chamber is maintained Each installation was found to be optimal for the uniformity of the deposit on the large sheet, the reproducibility of the product and the stability of the deposition process.

아래의 [표 1]은 본 발명에 따라 제작된 이온빔 보조 전자빔 다층막 증착장치를 이용하여 증착 장비의 진공 챔버의 내경 및 지그 사이즈(JIG Size)별 피증착물의 장착수량 및 생산수량을 나타낸 것이다.Table 1 below shows the mounting quantity and the production quantity of the deposits according to the inner diameter and the jig size of the vacuum chamber of the deposition apparatus using the ion beam assisted electron beam multilayer film deposition apparatus manufactured according to the present invention.

장착수량(1Charge당) Mounting quantity (per 1 charge) 생산량(시간당) Production (per hour) 일일생산량 Daily output 비 고 Remarks 1650φ 1650φ 1850φ 1850φ 2050φ 2050φ 1650φ 1650φ 1850φ 1850φ 2050φ 2050φ 1650φ 1650φ 1850φ 1850φ 2050φ 2050φ 양·단면Both sides 제품,JIG Size 200×275Product, JIG Size 200 × 275 32 32 40 40 48 48 38.4 38.4 43.6 43.6 48 48 768 768 872 872 960 960 양면 both sides 250×350 250 × 350 36 36 36 36 720 720 양면 both sides 275×350 275 × 350 16 16 20 20 24 24 19.2 19.2 21.8 21.8 24 24 84 84 436 436 480 480 양면 both sides 300×390 300 × 390 14 14 18 18 22 22 16.8 16.8 19.6 19.6 22 22 336 336 392 392 440 440 양면 both sides 300×400 300 × 400 14 14 18 18 22 22 16.8 16.8 19.6 19.6 22 22 336 336 392 392 440 440 양면 both sides 345×440 345 × 440 12 12 14 14 18 18 14.4 14.4 15.2 15.2 18 18 288 288 304 304 360 360 양면 both sides 365×400 365 × 400 12 12 14 14 18 18 14.4 14.4 15.2 15.2 18 18 288 288 304 304 360 360 양면 both sides 400×500 400 × 500 6 6 10 10 14 14 7.2 7.2 10.9 10.9 14 14 144 144 218 218 280 280 양면 both sides 400×550 400 × 550 5 5 6 6 8 8 10 10 11.2 11.2 13.5 13.5 200 200 224 224 270 270 단면 section

상기 [표 1]에 기재된 생산량은 일일 24시간 중 장비유지 보수 및 휴무 시간 등으로 4시간을 제외한 20시간을 생산기준으로 산출한 것이며, 1650φ 내경의 진공 챔버 생산량은 실제 현장에서 생산된 기준으로 작성된 데이타이고, 1850φ 내경의 진공 챔버 생산량은 실제 현장기준과 진공 챔버 내부의 부피를 감안하여 산출하였으며, 2050φ 내경의 진공 챔버 생산량은 실제 생산현장에서 사용되고 있는 기본 데이타를 고려하여 기존 데이터와 부피를 감안하여 산출된 것이다.The production amount shown in [Table 1] is calculated based on the production standard of 20 hours excluding 4 hours such as equipment maintenance and non-working time of 24 hours per day, and the vacuum chamber production of 1650φ inner diameter is made based on the actual production standard. Data, the 1850φ inner diameter vacuum chamber yield was calculated in consideration of the actual site standards and the volume inside the vacuum chamber, the 2050φ inner diameter vacuum chamber yield was calculated in consideration of the basic data used in the actual production site in consideration of the existing data and volume It is calculated.

상기 생산량 기준은 장비 관리상태, 원재 관리상태, 인력 관리상태에 대하여 정확한 관리기준을 적용하여 산출한 것으로, 제품의 지그 사이즈별 피증착물 장착수량 및 시간당 또는 일일생산량을 살펴보면, 진공 챔버의 내경이 크면 클수록 지그 사이즈별 피증착물 장착수량과 생산량이 증대되어 생산성이 향상됨을 알 수 있다.The production standard is calculated by applying accurate management standards for the equipment management status, raw material management status, manpower management status. Looking at the amount of deposits and the hourly or daily output of the product by jig size of the product, if the inner diameter of the vacuum chamber is large It can be seen that the larger the increase in the number and amount of deposition of the deposit by the jig size, the productivity is improved.

도 1은 종래 스퍼터링 방식의 증착장치를 개략적으로 도시한 도면.1 is a view schematically showing a conventional sputtering deposition apparatus.

도 2는 종래 이온빔 보조 증착장치를 개략적으로 도시한 도면.Figure 2 schematically shows a conventional ion beam assisted deposition apparatus.

도 3은 본 발명에 따른 이온빔 보조 전자빔 다층막 증착장치를 도시한 도면.3 is a view showing an ion beam assisted electron beam multilayer film deposition apparatus according to the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

100,200,300 : 증착장치 110,210,310 : 진공 챔버100,200,300: vapor deposition apparatus 110,210,310: vacuum chamber

105,205,305 : 피증착물 111,211,311 : 피증착물 지지대105,205,305: deposits 111,211,311: deposit support

115 : 타깃 215 : 증착물질115: target 215: deposition material

113,213 : 진공펌프 227,327 : 이온빔 소스113,213 vacuum pump 227,327 ion beam source

117 : 스퍼터 소스 317 : 전자빔 소스117: sputter source 317: electron beam source

Claims (3)

진공 챔버(310)와, 피증착물을 지지하는 피증착물 지지대(311)와, 피증착물의 하측에 설치된 전자빔 소스(317)와, 전자빔 소스의 전자빔에 의해 증착 입자를 방출하는 증착 물질 및 증착 물질로부터 방출된 증착 입자에 에너지를 전달하도록 이온빔을 방출하는 이온빔 소스(327)를 구비한 다층막 증착장치에 있어서,From the vacuum chamber 310, the deposit support 311 supporting the deposit, the electron beam source 317 provided below the deposit, and the deposition material and the deposition material emitting the deposition particles by the electron beam of the electron beam source. In the multilayer film deposition apparatus having an ion beam source 327 for emitting an ion beam to transfer energy to the deposited deposition particles, 상기 진공 챔버(310)의 내경(φ)을 확대하되 진공 챔버 내부의 부피증가로 아르곤 가스 배출 속도의 저하를 방지하기 위해 진공 챔버의 높이(h)는 줄이고, 전자빔 소스(317)의 위치는 외벽에서 내측으로 280~320mm 간격(b)이 유지되게 하며, 이온빔 소스(327)는 진공 챔버의 중심선에서 180~220mm 간격(a)의 위치에 각각 설치하여 피증착물의 균일도 및 재현성을 제고하고 증착공정의 안정성을 확보한 것을 특징으로 하는 이온빔 보조 전자빔 다층막 증착장치.The inner diameter φ of the vacuum chamber 310 is enlarged, but the height h of the vacuum chamber is reduced to prevent a decrease in argon gas discharge rate due to an increase in the volume inside the vacuum chamber, and the position of the electron beam source 317 is located on the outer wall. 280 ~ 320mm spacing (b) is maintained in the inside, and the ion beam source 327 is installed at a position of 180 ~ 220mm spacing (a) from the center line of the vacuum chamber, respectively to improve the uniformity and reproducibility of the deposit and the deposition process An ion beam assisted electron beam multilayer film deposition apparatus, characterized in that the stability of the. 제1항에 있어서, 상기 진공 챔버(310)의 내경(φ) 대 높이(h)는 1 : 0.75~0.85의 비율로 제작된 것을 특징으로 하는 이온빔 보조 전자빔 다층막 증착장치.The ion beam assisted electron beam multilayer film deposition apparatus according to claim 1, wherein an inner diameter φ to a height h of the vacuum chamber 310 are manufactured at a ratio of 1: 0.75 to 0.85. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 진공 챔버(310)의 내경(φ)은 1650~2050㎜로 제작된 것을 특징으로 하는 이온빔 보조 전자빔 다층막 증착장치.The ion beam assisted electron beam multilayer film deposition apparatus according to claim 1 or 2, wherein the inner diameter (phi) of the vacuum chamber (310) is manufactured at 1650 to 2050 mm.
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