KR101252820B1

KR101252820B1 - 시료 홀더조립체 및 이를 갖는 증착장치

Info

Publication number: KR101252820B1
Application number: KR1020110099089A
Authority: KR
Inventors: 성낙언
Original assignee: 포항공과대학교 산학협력단
Priority date: 2011-09-29
Filing date: 2011-09-29
Publication date: 2013-04-09
Also published as: KR20130034920A

Abstract

본 발명은 방사광 스침각 흡수 분광 및 산란 실험을 위해 시료 기판의 위치를 변경할 수 있는 시료 홀더조립체 및 이를 갖는 증착장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 방사광 스침각 흡수 분광 및 산란 실험을 위한 증착장치의 시료 홀더조립체는 본체와, 본체의 일측에 배치되며 실험 대상 시료 기판을 장착하는 시료 장착유닛과, 상기 본체에 장착되어 상기 시료 장착유닛을 왕복 승강 이동시키는 승강유닛과, 시료 장착유닛에 연결되어 승강유닛의 구동에 의한 시료 장착유닛의 승강방향의 가로 방향인 제1회전축선에 대해 시료 장착유닛을 회전 운동시키는 제1회전유닛과, 시료 장착유닛에 연결되고 승강유닛의 구동에 의한 시료 장착유닛의 승강방향에 대해 가로 방향이며 제1회전축선과 상호 수직을 이루는 제2회전축선에 대해 시료 장착유닛을 회전 운동시키는 제2회전유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의하여, 방사광 스침각 흡수 분광 및 산란 실험을 위해 시료 기판의 승강위치 및 회전 각도를 조정할 수 있는 구조를 단순화 하여 유지 비용 및 제작 비용을 절감할 수 있다.

Description

시료 홀더조립체 및 이를 갖는 증착장치{SAMPLE HOLDER ASSEMBLY AND DEPOSIT APPARATUS HAVING THE SAME}

본 발명은, 시료 홀더조립체 및 이를 갖는 증착장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 방사광 스침각 흡수 분광 및 산란 실험을 위한 시료 홀더 조립체 및 이를 갖는 증착장치에 관한 것이다.

X-선(이하, 방사광이라 함)은 증착장치 내에서 가시광선으로는 얻을 수 없는 기판에 성막된 박막의 미세 구조에 관한 정보를 제공해 줄 수 있다. 이러한 방사광은 고분자의 구조 분석에 널리 이용된다.

여기서, 기판에 성막된 박막은 구조 분석을 위한 시료로 사용된다. 즉, 박막이 성막된 기판은 시료 기판으로 사용되어 방사광과 반응한다.

한편, 방사광을 이용하여 박막의 구조를 분석하는 종래의 장치는 한국특허등록 제0721905호에 개시되어 있다. 종래의 장치는 시료 기판의 위치를 조정하기 위해 다양한 구동장치들로 구성되어 있다.

그런데, 종래의 장치는 방사광에 대한 시료 기판의 위치를 조정하기 위해 복잡한 구동장치를 구비하고 있기 때문에 유지 및 보수 비용이 증가하는 문제점이 있다.

한국등록특허 제0721905호

본 발명의 목적은 방사광 스침각 흡수분광 및 산란 실험을 위해 방사광과 시료 기판 사이의 위치 관계를 조정할 수 있도록 시료 기판의 홀더의 구조가 개선된 시료 홀더조립체 및 이를 포함하는 증착장치를 제공하는 것이다.

상기 과제의 해결 수단은, 본 발명에 따라, 방사광 스침각 흡수 분광 및 산란 실험을 위한 증착장치의 시료 홀더조립체에 있어서, 본체와, 상기 본체의 일측에 배치되며 실험 대상 시료 기판을 장착하는 시료 장착유닛과, 상기 본체에 장착되어 상기 시료 장착유닛을 왕복 승강 이동시키는 승강유닛과, 상기 시료 장착유닛에 연결되어 상기 승강유닛의 구동에 의한 상기 시료 장착유닛의 승강방향의 가로 방향인 제1회전축선에 대해 상기 시료 장착유닛을 회전 운동시키는 제1회전유닛과, 상기 시료 장착유닛에 연결되고 상기 승강유닛의 구동에 의한 상기 시료 장착유닛의 승강방향에 대해 가로 방향이며 상기 제1회전축선과 상호 수직을 이루는 제2회전축선에 대해 상기 시료 장착유닛을 회전 운동시키는 제2회전유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 시료 홀더조립체에 의해 이루어진다.

여기서, 상기 승강유닛은 상기 본체를 왕복 승강 이동시키는 승강구동부와, 상기 본체와 상기 승강구동부 사이에 배치되어 상기 승강구동부의 구동력을 상기 본체에 전달하는 승강구동전달부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 승강유닛은 상기 본체의 승강 이동거리를 측정하는 거리측정부를 더 포함할 수 있다.

상기 제1회전유닛 및 상기 제2회전유닛은 각각 상기 시료 장착유닛을 상기 제1회전축선에 따라 회전 운동시키는 제1회전구동부 및 상기 제2회전축선에 따라 회전 운동시키는 제2회전구동부와, 각각 상호 수직을 이루며 상기 시료 장착유닛과 상기 제1회전구동부 및 상기 제2회전구동부 사이에 배치되어 상기 제1회전구동부 및 상기 제2회전구동부로부터의 구동력을 상기 시료 장착유닛에 전달하는 제1회전부 및 제2회전부를 포함할 수 있다.

그리고, 상기 시료 장착유닛은 상기 제1회전부와 결합되어 상기 제1회전축선으로 회전 운동되는 장착브래킷과, 상기 장착브래킷 내부에 배치되고 상기 시료 기판이 장착되며 상기 제2회전부와 착탈 가능하게 결합되어 상기 제2회전축선으로 회전 운동되는 시료 장착부를 포함할 수 있다.

바람직하게 상기 시료 장착부의 일측에는 상기 제2회전유닛을 향해 돌출된 돌출부가 마련되고, 상기 제2회전유닛에는 상기 시료 장착부를 회전 운동시키도록 상기 돌출부와 맞물리는 돌출수용부가 마련될 수 있다.

더욱 바람직하게 상기 제1회전구동부와 상기 장착브래킷을 상호 연결하는 상기 제1회전부의 양측 및 상기 제2회전구동부와 상기 시료 장착부를 상호 연결하는 상기 제2회전부의 양측은 유니버셜 조인트로 연결될 수 있다.

상기 시료 홀더조립체는 상기 시료 장착부에 장착되는 상기 시료 기판의 하부에 배치되어 상기 시료 기판의 온도를 조절하는 온도조절부를 더 포함할 수 있다.

한편, 상기 과제의 해결 수단은, 본 발명에 따라, 방사광 스침각 흡수 분광 및 산란 실험을 위한 증착장치에 있어서, 챔버와, 상기 챔버 내부로 방사광을 조사하는 방사광 조사부와, 상가 방사광 조사부로부터 조사된 방사광에 의해 시료 기판이 반응하도록 상기 시료 기판을 승강 및 회전 중 적어도 어느 하나로 운동시키는 전술한 구성의 시료 홀더조립체와, 상기 시료 홀더조립체에 장착된 시료 기판과 반응한 방사광을 검출하는 신호검출부를 포함하는 증착장치에 의해서도 이루어진다.

여기서, 상기 증착장치는 상기 신호검출부로부터의 검출된 신호를 디스플레이하는 디스플레이부와, 상기 신호검출부로부터의 신호에 기초하여 상기 디스플레이부에 검출된 신호가 표시되도록 상기 디스플레이부를 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.

기타 실시 예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명에 따른 시료 홀더조립체 및 이를 갖는 증착장치의 효과는 다음과 같다.

방사광 스침각 흡수 분광 및 산란 실험을 위해 시료 기판의 승강위치 및 회전 각도를 조정할 수 있는 구조를 단순화 하여 유지 비용 및 제작 비용을 절감할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 증착장치의 개략 구성 블록도,
도 2는 본 발명에 따른 증착장치의 시료 홀더조립체의 정면도,
도 3은 도 2에 도시된 시료 홀더조립체의 측면도,
도 4는 도 3에 도시된 시료 홀더조립체의 제2회전유닛 영역의 세부 구성도,
도 5는 도 4에 도시된 'A'영역의 확대도이다.

이하, 본 발명의 실시 예에 따른 에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

설명하기에 앞서, 본 발명에 따른 시료 홀더조립체 및 이를 갖는 증착장치는 기판 상에 박막을 증착하고, 박막이 성막된 기판을 방사광 스침각 흡수분광 및 산란 실험 대상 시료 기판으로 하는 것임을 미리 밝혀둔다.

또한, 본 발명에 따른 시료 홀더조립체 및 이를 갖는 증착장치는 설명의 편의성을 위해 X, Y 및 Z축의 좌표계를 이용하고 있음도 미리 밝혀둔다.

도 1은 본 발명에 따른 증착장치의 개략 구성 블록도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 증착장치(1)는 챔버(10), 방사광 조사부(20), 시료 홀더조립체(40), 온도조절부(50: 도 4 및 도 5 참조), 신호검출부(60), 디스플레이부(70), 제어부(80) 및 피드백부(90)를 포함한다. 본 발명에 따른 증착장치(1)는 웨이퍼와 같은 기판 상에 박막을 성막함과 더불어 박막이 성막된 기판을 시료 기판(3: 도 4 및 도 5 참조)으로 하여 방사광 스침각 흡수분광 및 산란 실험을 수행하는 장치이다.

챔버(10)는 기판 상에 박막을 성막시킴과 더불어 방사광의 조사에 따른 박막의 반응에 따라 박막의 구조를 분석할 수 있도록 진공 상태를 유지한다. 챔버(10) 내부에는 본 발명에서 도시되지 않은, 기판 상에 박막을 형성하도록 공정가스를 공급하는 가스공급부 및 가스의 배기 또는 챔버(10) 내부를 진공 상태로 유지할 수 있도록 공기를 배기하는 배기부가 수용된다. 그리고, 챔버(10) 내부에는 실험 대상인 시료 기판(박막이 성막된 기판)(3)의 상하 위치 및 회전각도를 조정할 수 있는 시료 홀더조립체(40)의 일부가 수용되어 있다.

방사광 조사부(20)는 시료 기판(3)의 박막에 방사광이 스침각으로 입사될 수 있도록 시료 기판(3)을 향해 방사광(여기서, 방사광은 X-선이 사용됨)을 조사한다. 여기서, 스침각(glancing angle)은 얇은 시료(박막)를 스칠 수 있도록 시료의 임계각도로 입사되는 것으로 정의된다. 예를 들어, 스침각은 0.5도 내지 1도로 입사되지만, 그 각도는 조절될 수 있음은 물론이다.

방사광 조사부(20)로부터 조사된 방사광이 챔버(10)를 통해 시료 기판(3)에 도달될 수 있도록 방사광이 투과되는 챔버(10)의 일부분은 고분자필름으로 구성되는 것이 바람직하다.

다음으로 도 2는 본 발명에 따른 증착장치의 시료 홀더조립체의 정면도, 도 3은 도 2에 도시된 시료 홀더조립체의 측면도, 도 4는 도 3에 도시된 시료 홀더조립체의 제2회전유닛 영역의 세부 구성도, 그리고 도 5는 도 4에 도시된 'A'영역의 확대도이다.

시료 홀더조립체(40)는 도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본체(100), 시료 장착유닛(300), 승강유닛(500), 제1회전유닛(700) 및 제2회전유닛(900)을 포함한다. 여기서, 시료 홀더조립체(40)의 일부분, 즉 시료 기판(3)이 장착되는 시료 장착유닛(300), 시료 장착유닛(300)에 대해 각각 X축 및 Z축의 2개의 회전축선을 갖는 제1회전유닛(700) 및 제2회전유닛(900)의 일부 영역은 챔버(10) 내부에 수용된다.

본체(100)는 챔버(10) 내부에 시료 장착유닛(300)을 지지하도록 마련된다. 본 발명의 일 실시 예로서, 본체(100)는 제1본체(120), 제2본체(140) 및 본체이동부(160)를 포함한다. 본체(100)는 챔버(10) 내부로부터 외부로 챔버(10)를 관통하도록 배치된다. 즉, 본체(100)는 Y축에 대해 챔버(10) 내부로부터 외부로 챔버(10)를 관통하도록 배치된다.

제1본체(120)는 챔버(10) 내부로부터 외부로 관통되며 시료 장착유닛(300)이 왕복 승강 이동될 수 있도록 승강유닛(500)에 연결된다.

제2본체(140)는 챔버(10) 내부에서 제1본체(120)의 일측부에 대해 본체(100)의 길이방향의 가로 방향으로 이동될 수 있도록 제1본체(120)와 연결된다. 즉, 제2본체(140)는 제1본체(120)에 대해 Z축으로 이동될 수 있도록 제1본체(120)와 연결되는 것이다. 물론, 제2본체(140)는 제1본체(120)의 승강 이동에 연동하여 승강 이동될 수도 있다.

그리고, 본 발명의 제2본체(140)는 제1지지부(142) 및 제2지지부(144)를 포함한다. 제1지지부(142)는 제1회전유닛(700)이 회전 운동되도록 지지하며, 제2지지부(144)는 제2회전유닛(900)이 회전 운동되도록 지지한다. 제1지지부(142)와 제2지지부(144)는 상호 수직을 이루며 결합된다.

본체이동부(160)는 제1본체(120)와 제2본체(140)의 결합 영역에 배치된다. 본체이동부(160)는 제1본체(120)에 대해 제2본체(140)가 Z축으로 왕복 이동되도록 작동된다. 이렇게 본체이동부(160)의 작동에 의해 시료 기판(3)이 장착된 시료 장착유닛(300)은 Z축을 따라 왕복 이동된다.

시료 장착유닛(300)은 본체(100)의 일측에 배치되며 실험 대상 시료 기판(3)을 장착한다. 본 발명의 시료 장착유닛(300)은 장착브래킷(320) 및 시료 장착부(340)를 포함한다. 시료 장착유닛(300)은 본체(100), 그리고 제1회전유닛(700) 및 제2회전유닛(900)에 연결되어 Y축을 따라 승강 이동, 제1회전유닛(700)에 의해 X축을 기준으로 회전 운동 및 제2회전유닛(900)에 의해 Z축을 기준으로 회전 운동된다.

장착브래킷(320)은 X-Y 평면 상에 대해 좌우가 반전된'ㄷ'자 형상으로 마련된다. 장착브래킷(320)은 제1회전유닛(700)과 결합되어 제1회전유닛(700)의 회전 운동에 따라 X축을 기준으로 회전 운동된다.

시료 장착부(340)는 판재 형상으로 마련되어 장착브래킷(320) 내부에 배치된다. 시료 장착부(340)에는 시료 기판(3)이 장착됨과 더불어 후술할 온도조절부(50)가 배치된다. 시료 장착부(340)는 본 발명의 일 실시 예로서, 장착몸체(342) 및 돌출부(344)를 포함한다.

장착몸체(342)는 상술한 바와 같이, 시료 기판(3)이 장착되도록 판재 형상을 갖는다. 그리고, 장착몸체(342)에는 시료 기판(3)의 온도를 조절하는 온도조절부(50)가 시료 기판(3)의 하부에 배치되어 있다.

돌출부(344)는 후술할 제2회전유닛(900)의 돌출수용부(990)와 맞물리도록 장착몸체(342)의 판면을 따라 돌출된다. 여기서, 돌출부(344)는 제1회전유닛(700)에 의한 X축 기준으로의 장착브래킷(320) 90도 회전에 따라 제2회전유닛(900)의 돌출수용부(990)와 맞물린다. 즉, 돌출부(344)는 돌출수용부(990)와 맞물려서 제2회전유닛(900)의 Z축 기준으로의 회전 운동을 장착몸체(342)에 전달한다.

승강유닛(500)은 승강구동부(520), 승강구동전달부(540), 거리측정부(560) 및 승강지지부(580)를 포함한다. 승강유닛(500)은 Y축선을 따라 배치되어 본체(100)가 Y축선을 따라 승강 이동되도록 본체(100)에 구동력을 제공한다. 승강유닛(500)은 본체(100)에 장착되어 시료 장착유닛(300)을 왕복 승강 이동시킨다. 여기서, 승강유닛(500)은 챔버(10) 외부에 배치되어 챔버(10) 내부에 배치된 시료 장착유닛(300)의 승강 이동에 필요한 구동력을 제공한다. 물론, 승강유닛(500)은 챔버(10) 외부에 배치되는 것으로 국한되는 것은 아니고 챔버(10) 내부에도 배치될 수 있다.

승강구동부(520)는 본체(100)를 왕복 승강 이동시키도록 마련된다. 승강구동부(520)는 회전 가능한 핸들 형식으로 마련되어 회전된다. 이렇게 승강구동부(520)가 회전되면 승강구동부(520)로부터의 회전 구동력은 승강구동부(520)와 본체(100) 사이를 상호 연결하는 승강구동전달부(540)에 의해 본체(100)가 왕복 승강 이동되는 선형 구동력으로 변경된다. 승강구동부(520)는 자동 또는 수동으로 구현될 수 있다.

승강구동전달부(540)는 전술한 바와 같이, 본체(100)와 승강구동부(520) 사이에 배치된다. 정확하게는, 승강구동전달부(540)는 제1본체(120)와 승강구동부(520) 사이에 배치되어 승강구동부(520)로부터의 회전 구동력을 선형 구동력을 변경하여 제1본체(120)에 전달한다. 이러한 승강구동부(520)와 승강구동전달부(540)의 작동에 의해 제1본체(120)는 Y축선을 따라 왕복 승강 이동될 수 있다.

거리측정부(560)는 본체(100)의 승강 이동거리를 측정할 수 있도록 마련된다. 거리측정부(560)의 측정은 승강구동전달부(540)에 임의로 표시된 기준선을 기준으로 이루어진다. 이렇게 거리측정부(560)가 배치됨으로써, 시료 기판(3)의 승강 이동 거리를 인식할 수 있다.

승강지지부(580)는 본체(100)와 평행하게 배치되어 승강구동부(520), 승강구동전달부(540) 및 거리측정부(560)를 지지한다. 승강지지부(580)는 일 실시 예로서 본체(100)와 평행하게 배치되어 있으나, 승강구동부(520), 승강구동전달부(540) 및 거리측정부(560)를 지지할 수 있는 공지된 브래킷과 같은 다양한 방식으로 마련될 수 있다.

다음으로 제1회전유닛(700)은 시료 장착유닛(300)에 연결되어 X축을 기준으로 시료 장착유닛(300)을 회전 운동시킨다. 즉, 제1회전유닛(700)은 시료 장착유닛(300)의 승강방향에 대해 가로 방향으로 배치되며, 시료 장착유닛(300)을 제1회전축선(이하, 제1회전유닛의 X축선을 제1회전축선이라 함)으로 회전 운동시키는 것이다. 본 발명의 제1회전유닛(700)은 제1회전구동부(720), 브래킷연결부(740), 제1회전부(760) 및 제1유니버셜 조인트(780)를 포함한다.

제1회전구동부(720)는 시료 장착유닛(300)이 제1회전축선에 따라 회전 운동되도록 구동력을 제공한다. 특히, 제1회전구동부(720)는 제1회전축선을 기준으로 장착브래킷(320)을 회전 운동시킨다. 제1회전구동부(720)는 승강유닛(500)의 승강구동부(520)과 같이 회전 구동력을 발생하는 핸들 방식으로 마련된다. 제1회전구동부(720)는 챔버(10) 외부에 배치되어 사용자에 의해 수동으로 작동된다. 물론, 제1회전구동부(720)는 수동 방식 이외에도 기계적 또는 전자적 방식에 의해 자동으로 작동될 수도 있다.

브래킷연결부(740)는 시료 장착유닛(300)의 장착브래킷(320)과 제1회전부(760) 사이를 상호 연결한다. 브래킷연결부(740)는 제1회전구동부(720)로부터 발생된 회전 구동력을 장착브래킷(320)에 제공한다. 이렇게, 브래킷연결부(740)는 장착브래킷(320)과 제1회전구동부(720) 사이에 배치되어 제1회전구동부(720)의 회전 구동력에 따라 장착브래킷(320)을 제1회전축선으로 회전 운동시킨다.

제1회전부(760)는 제1회전구동부(720)와 브래킷연결부(740)를 상호 연결한다. 제1회전부(760)는 샤프트(shaft)로 마련되어 제1회전축선을 기준으로 제1회전구동부(720)로부터의 회전 구동력을 브래킷연결부(740)에 전달하도록 회전 운동된다.

한편, 제1회전구동부(720)와 제1회전부(760)의 일측 사이 및 브래킷연결부(740)와 제1회전부(760)의 타측 사이에는 제1유니버셜 조인트(780)가 각각 배치된다. 여기서, 제1유니버셜 조인트(780)는 제1회전구동부(720)와 제1회전부(760)의 일측 사이 및 브래킷연결부(740)와 제1회전부(760)의 타측 사이를 각각의 연결함으로써, 구동축에 대한 각도의 변화에도 동력을 전달할 수 있다.

제2회전유닛(900)은 시료 장착유닛(300)에 연결되어 제2회전축선을 기준으로 시료 장착유닛(300)을 회전 운동시킨다. 즉, 제2회전유닛(900)은 시료 장착유닛(300)의 승강방향에 대해 가로 방향으로 배치되며, 시료 장착유닛(300)을 제1회전축선과 수직을 이루는 제2회전축선으로 회전 운동시키는 것이다. 특히, 제2회전유닛(900)은 시료 장착유닛(300)의 시료 장착부(340)에 연결되어 시료 장착부(340)를 제2회전축선으로 회전 운동시키는 것이다. 제2회전유닛(900)은 일 실시 예로서 제2회전구동부(920), 장착연결부(940), 제2회전부(960), 제2유니버셜 조인트(980) 및 돌출수용부(990)를 포함한다.

제2회전구동부(920)는 전술한 바와 같이, 시료 기판(3)이 직접 장착되는 시료 장착부(340)가 제2회전축선을 기준으로 회전 운동되도록 회전 구동력을 발생한다. 제2회전구동부(920)는 승강유닛(500)의 승강구동부(520) 및 제1회전구동부(720)과 동일하게 회전 구동력을 발생하는 핸들 방식으로 마련된다. 제2회전구동부(920)는 챔버(10) 외부에 배치되어 사용자에 의해 수동으로 작동된다. 물론, 제2회전구동부(920)는 제1회전구동부(720)와 같이, 수동 방식 이외에도 기계적 또는 전자적 방식에 의해 자동으로 작동될 수도 있다.

장착연결부(940)는 시료 장착유닛(300)의 시료 장착부(340)와 제2회전부(960)를 상호 연결한다. 장착연결부(940)는 제2회전부(960)로부터 전달된 회전 구동력을 시료 장착부(340)에 전달한다. 여기서, 장착연결부(940)에는 시료 장착부(340)의 돌출부(344)와 맞물리는 돌출수용부(990)가 형성된다.

제2회전부(960)는 제2회전구동부(920)와 장착연결부(940)를 상호 연결한다. 제2회전부(960)는 샤프트로 마련되어 제2회전축선을 기준으로 제2회전구동부(920)로부터의 회전 구동력을 장착연결부(940)에 전달하도록 회전 운동된다. 제2회전부(960)는 제1회전부(760)와 X-Z 평면 상에서 수직을 이룬다. 즉, 제1회전축선과 제2회전축선은 X-Z 평면 상에서 수직을 이루는 것이다.

여기서, 제2회전구동부(920)와 제2회전부(960)의 일측 사이 및 장착연결부(940)와 제2회전부(960)의 타측 사이에는 제2유니버셜 조인트(980)가 각각 배치된다. 제2유니버셜 조인트(980)는 제2회전구동부(920)와 제2회전부(960)의 일측 사이 및 장착연결부(940)와 제2회전부(960)의 타측 사이를 각각 연결함으로써, 구동축에 대한 각도의 변화에도 시료 장착부(340)에 동력을 전달할 수 있다.

한편, 돌출수용부(990)는 장착연결부(940)에 형성되어 시료 장착부(340)의 돌출부(344)와 맞물린다. 돌출수용부(990)는 시료 장착부(340)와 제1회전유닛(700)에 의해 제1회전축선 기준으로의 회전 운동에 따라 시료 장착부(340)의 돌출부(344)와 맞물림 또는 맞물림 해제된다. 이렇게, 돌출수용부(990)는 제1회전축선 기준으로의 시료 장착부(340)의 회전 운동에 따라 돌출부(344)와 맞물림으로써, 시료 장착부(340)는 제2회전유닛(900)에 의해 제2회전축선 기준으로 회전 운동될 수 있다.

다음으로 온도조절부(50)는 시료 장착부(340)에 배치되어 시료 기판(3)의 온도를 조절한다. 온도조절부(50)는 온도감지부(52) 및 히터(54)를 포함한다. 이러한 온도조절부(50)는 시료 기판(3)의 하부, 즉 시료 기판(3)이 배치된 장착몸체(342)에 배치된다. 실질적으로 온도조절부(50)는 시료 장착부(340)에 배치된 기판이 공정 가스에 의한 반응에 의해 박막이 성막된 시료 기판(3)이 될 수 있도록 기판을 승온 및 강온시키는 역할을 한다.

신호검출부(60)는 시료 홀더조립체(40)에 장착된 시료 기판(3)과 반응한 방사광을 검출한다. 예를 들어, 신호검출부(60)는 방사광 조사부(20)로부터 조사된 방사광이 시료 기판(3)에 스침각으로 입사된 후, 분광 및 산란된 방사광을 검출한다. 신호검출부(60)로부터 검출된 신호는 제어부(80)에 전송된다.

디스플레이부(70)는 신호검출부(60)로부터의 검출된 신호를 디스플레이 하도록 마련된다. 디스플레이부(70)는 제어부(80)의 제어에 의해 신호검출부(60)로부터 검출된 신호를 디스플레이 한다.

제어부(80)는 온도감지부(52)로부터의 신호에 기초하여 히터(54)의 작동을 제어하거나, 신호검출부(60)로부터의 신호에 기초하여 검출된 신호를 디스플레이 하도록 디스플레이부(70)를 제어한다. 실질적으로 제어부(80)는 기판을 시료 기판(3)로 만드는 공정에서 기판의 온도를 조절할 수 있도록 히터(54)의 작동을 제어하고, 방사광 스침각 흡수 분광 및 산란 실험 시 시료 기판(3)과 반응한 방사광에 대한 검출 신호를 디스플레이 하도록 디스플레이부(70)를 제어한다.

마지막으로 피드백부(90)는 제어부(80)에 의해 작동된 히터(54)의 작동 상태를 피드백 하여 피드백 신호를 제어부(80)에 전송한다. 또한, 제어부(80)는 신호검출부(60)로부터 검출된 신호를 피드백 하여 시료 기판(3)의 Y축에 대한 승강위치와 각각 X축 및 Z축 기준의 회전각도를 조정할 수 있도록 피드백 신호를 제어부(80)에 전송한다.

이러한 구성에 의해 본 발명에 따른 방사광 스침각 흡수 분광 및 산란 실험을 위한 증착장치(1)의 작동 과정을 이하에서 살펴보면 다음과 같다.

우선, 방사광 스침각 흡수 분광 및 산란 실험을 할 수 있도록 시료 장착유닛(300)에 기판을 장착한다. 그리고, 기판 상에 박막이 성막될 수 있도록 온도조절부(50)를 이용하여 공정 가스 반응에 적절한 온도로 기판의 온도를 조절한다.

기판 상에 박막이 성막된 시료 기판(3)이 완성된 후, 승강유닛(500), 제1회전유닛(700) 및 제2회전유닛(900)을 구동시켜 시료 기판(3)을 적절한 위치 및 회전각도로 조정한다. 이때, 제2회전유닛(900)은 제1회전유닛(700)의 제1회전축선 기준으로의 회전에 의해 시료 장착부(340)의 돌출부(344)와 제2회전유닛(900)의 돌출수용부(990)가 맞물릴 때 구동한다.

방사광 조사부(20)는 시료 기판(3)에 방사광이 스침각으로 입사되도록 방사광을 조사한다. 시료 기판(3)과 스침각으로 입사되어 반응한 방사광은 신호검출부(60)에 의해 검출된 검출신호로 제어부(80)에 전송된다. 제어부(80)에 전송된 검출 신호는 디스플레이부(70)에 디스플레이 된다.

여기서, 피드백부(90)로부터 피드백된 피드백 신호를 기초로 하여 승강유닛(500), 제1회전유닛(700) 및 제2회전유닛(900)의 구동은 조정될 수 있다. 이렇게, 승강유닛(500), 제1회전유닛(700) 및 제2회전유닛(900)의 구동에 따라 시료 기판(3)은 실험에 적절한 승강위치 및 회전 각도로 조정될 수 있다.

이에, 방사광 스침각 흡수 분광 및 산란 실험을 위해 시료 기판의 승강위치 및 회전 각도를 조정할 수 있는 구조를 단순화 하여 유지 비용 및 제작 비용을 절감할 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징들이 변경되지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것으로 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

1: 증착장치 3: 시료 기판
10: 챔버 20: 방사광 조사부
40: 시료 홀더조립체 50: 온도조절부
60: 신호검출부 70: 디스플레이부
80: 제어부 100: 본체
300: 시료 장착유닛 320: 장착브래킷
340: 시료 장착부 344: 돌출부
500: 승강유닛 520: 승강구동부
540: 승강구동전달부 560: 거리측정부
700: 제1회전유닛 720: 제1회전구동부
760: 제1회전부 790: 제1유니버셜 조인트
900: 제2회전유닛 920: 제2회전구동부
960: 제2회전부 980: 제2유니버셜 조인트
990: 돌출수용부

Claims

방사광 스침각 흡수 분광 및 산란 실험을 위한 증착장치의 시료 홀더조립체에 있어서,
본체와;
상기 본체의 일측에 배치되며, 실험 대상 시료 기판을 장착하는 시료 장착유닛과;
상기 본체에 장착되어, 상기 시료 장착유닛을 왕복 승강 이동시키는 승강유닛과;
상기 시료 장착유닛에 연결되어, 상기 승강유닛의 구동에 의한 상기 시료 장착유닛의 승강방향의 가로 방향인 제1회전축선에 대해 상기 시료 장착유닛을 회전 운동시키는 제1회전유닛과;
상기 시료 장착유닛에 연결되고, 상기 승강유닛의 구동에 의한 상기 시료 장착유닛의 승강방향에 대해 가로 방향이며 상기 제1회전축선과 상호 수직을 이루는 제2회전축선에 대해 상기 시료 장착유닛을 회전 운동시키는 제2회전유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 시료 홀더조립체.
제1항에 있어서,
상기 승강유닛은,
상기 본체를 왕복 승강 이동시키는 승강구동부와;
상기 본체와 상기 승강구동부 사이에 배치되어, 상기 승강구동부의 구동력을 상기 본체에 전달하는 승강구동전달부를 포함하는 것을 특징으로 하는 시료 홀더조립체.
제2항에 있어서,
상기 승강유닛은, 상기 본체의 승강 이동거리를 측정하는 거리측정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시료 홀더조립체.
제1항에 있어서,
상기 제1회전유닛 및 상기 제2회전유닛은,
각각 상기 시료 장착유닛을 상기 제1회전축선에 따라 회전 운동시키는 제1회전구동부 및 상기 제2회전축선에 따라 회전 운동시키는 제2회전구동부와;
각각 상호 수직을 이루며 상기 시료 장착유닛과 상기 제1회전구동부 및 상기 제2회전구동부 사이에 배치되어, 상기 제1회전구동부 및 상기 제2회전구동부로부터의 구동력을 상기 시료 장착유닛에 전달하는 제1회전부 및 제2회전부를 포함하는 것을 특징으로 하는 시료 홀더조립체.
제4항에 있어서,
상기 시료 장착유닛은,
상기 제1회전부와 결합되어, 상기 제1회전축선으로 회전 운동되는 장착브래킷과;
상기 장착브래킷 내부에 배치되고 상기 시료 기판이 장착되며 상기 제2회전부와 착탈 가능하게 결합되어, 상기 제2회전축선으로 회전 운동되는 시료 장착부를 포함하는 것을 특징으로 하는 시료 홀더조립체.
제5항에 있어서,
상기 시료 장착부의 일측에는 상기 제2회전유닛을 향해 돌출된 돌출부가 마련되고, 상기 제2회전유닛에는 상기 시료 장착부를 회전 운동시키도록 상기 돌출부와 맞물리는 돌출수용부가 마련되는 것을 특징으로 하는 시료 홀더조립체.
제5항에 있어서,
상기 제1회전구동부와 상기 장착브래킷을 상호 연결하는 상기 제1회전부의 양측 및 상기 제2회전구동부와 상기 시료 장착부를 상호 연결하는 상기 제2회전부의 양측은 유니버셜 조인트로 연결되는 것을 특징으로 하는 시료 홀더조립체.
제5항에 있어서,
상기 시료 홀더조립체는,
상기 시료 장착부에 장착되는 상기 시료 기판의 하부에 배치되어, 상기 시료 기판의 온도를 조절하는 온도조절부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시료 홀더조립체.
방사광 스침각 흡수 분광 및 산란 실험을 위한 증착장치에 있어서,
챔버와;
상기 챔버 내부로 방사광을 조사하는 방사광 조사부와;
상가 방사광 조사부로부터 조사된 방사광에 의해 시료 기판이 반응하도록 상기 시료 기판을 승강 및 회전 중 적어도 어느 하나로 운동시키는 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항의 시료 홀더조립체와;
상기 시료 홀더조립에 장착된 시료 기판과 반응한 방사광을 검출하는 신호검출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 증착장치.
제9항에 있어서,
상기 신호검출부로부터의 검출된 신호를 디스플레이하는 디스플레이부와;
상기 신호검출부로부터의 신호에 기초하여, 상기 디스플레이부에 검출된 신호가 표시되도록 상기 디스플레이부를 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 증착장치.