KR101513910B1 - Sputtering system for deposition rate control - Google Patents

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Abstract

본 발명은 스파터링 증착 시스템에 관한 것으로서, 스파터링 증착 시스템에 있어서, 기판에 증착되는 박막의 두께를 측정하는 두께센서와, 상기 두께센서의 신호를 입력받아 실시간 박막 증착률을 모니터링하는 두께 컨트롤러와, 상기 증착률 변화에 따라 파워 조절 신호를 출력하는 메인 컨트롤러 및 상기 메인 컨트롤러의 파워 조절 신호를 입력받아 일정한 증착률 유지를 위한 파워를 출력하는 파워 컨트롤러를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 증착률 제어를 위한 스파터링 증착 시스템을 기술적 요지로 한다. 이에 의해 타겟 사용 중 타겟에 발생할 수 있는 여러 가지 증착 변수에 따른 증착률 변동 문제를 모니터링하여 파워를 출력함으로써, 안정된 증착률을 구현하여 일관된 박막 증착 두께를 구현하여 재현성을 향상시키고 고품위의 박막을 증착할 수 있는 이점이 있다.A sputtering deposition system includes a thickness sensor for measuring a thickness of a thin film deposited on a substrate, a thickness controller for monitoring a real time thin film deposition rate by receiving a signal from the thickness sensor, A main controller for outputting a power control signal according to the deposition rate change, and a power controller for receiving a power control signal of the main controller and outputting power for maintaining a constant deposition rate. A sputtering deposition system for depositing a sputtering target. By monitoring the variation of the deposition rate according to various deposition parameters that may occur in the target during use of the target, power is output to realize a stable deposition rate, thereby achieving consistent thin film deposition thickness, thereby improving reproducibility and depositing a high- There is an advantage to be able to do.

Description

증착률 제어를 위한 스파터링 증착 시스템{Sputtering system for deposition rate control}[0001] Sputtering system for deposition rate control [0002]

본 발명은 스파터링 증착 시스템에 관한 것으로서, 타겟 사용 중 타겟에 발생할 수 있는 여러 가지 증착 변수에 따른 증착률 변동 문제를 모니터링하여 파워를 출력함으로써, 안정된 증착률을 구현하여 일관된 박막 증착 두께 제어를 위한 스파터링 증착 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a sputtering deposition system, and more particularly, to a sputtering deposition system which monitors a deposition rate variation problem depending on various deposition parameters that may occur in a target while outputting a power, thereby achieving a stable deposition rate, Sputtering deposition system.

근래에는 전자, 전기장치의 소형화, 고집적화로 인해 각 장치에 사용되는 소자 또한 소형화, 고집적화되고 있다. 상기 소자들에 대한 소형화, 고집적화를 실현하기 위한 것으로 반도체 또는 산화물 박막 소자가 널리 사용되며, 얇으면서도 넓고, 고르게 박막을 성형시키는 것이 무엇보다도 중요하다. 2. Description of the Related Art In recent years, electronic and electric devices have been downsized and highly integrated. Semiconductor or oxide thin film devices are widely used for realizing miniaturization and high integration of the devices, and it is most important to form thin, wide, and even thin films.

또한 이러한 박막 소자에 사용되는 전극으로써는 가격이 저렴하고, 안전하며, 우수한 광투과도와 전기전도도를 가지는 금속산화물이 널리 사용되며, 인듐주석산화물(ITO)이나 알루미늄이 도핑된 산화아연(Al:ZnO, AZO) 등이 널리 알려져 있다.In addition, as an electrode used in such a thin film device, a metal oxide having a low cost, a safe, an excellent light transmittance and an electric conductivity is widely used, and a metal oxide such as indium tin oxide (ITO) , AZO) are widely known.

이러한 반도체 또는 산화물 박막을 성형하기 위해서 물리적 증착법으로 스파터링증착법 등이 널리 연구되어 오고 있는데, 소정 기판 상부에 전극을 박막 형태로 증착하고, 그 상부에 유전체 박막을 증착시킨 후 상부에 전극을 증착시키는 구조로 이루어진다. 즉 기판에 대향되는 위치에 타겟(전극 또는 유전체)을 위치시키고 스파터링에 의해 타겟을 이루는 성분들이 기판 상부에 그대로 증착되도록 한 것이다.In order to form such a semiconductor or oxide thin film, a sputtering deposition method or the like has been extensively studied by a physical vapor deposition method. An electrode is deposited on a predetermined substrate in a thin film form, a dielectric thin film is deposited on the electrode, Structure. That is, the target (electrode or dielectric) is positioned at a position opposite to the substrate, and the components constituting the target by sputtering are deposited directly on the substrate.

그러나 이러한 증착법에 있어서, 가장 큰 문제는 타겟을 사용하면서 타겟의 침식(erosion)에 따른 타겟 표면적이 변화함에 따라 증착률이 변화되어 박막의 두께 제어에 어려움이 있다는 것이다.However, in such a deposition method, the biggest problem is that the deposition rate changes as the surface area of the target changes depending on the erosion of the target while using the target, so that it is difficult to control the thickness of the thin film.

종래에는 공정 횟수가 일정 정도 지나면, 증착 챔버를 개방하여 타겟을 분리하고, 타겟의 표면을 균일하게 연마시킨 후, 동일한 타겟 표면 상태에서 공정을 진행하여 일정한 증착률이 유지되도록 하여 왔다. 그러나 이러한 방법은 증착 챔버의 진공 상태를 깨뜨려야 하고, 작업자가 수작업으로 타겟을 연마하여야 하므로 상당히 번거롭고 비효율적이었다.Conventionally, when the number of processes has reached a certain level, the target is separated by opening the deposition chamber, the surface of the target is uniformly polished, and then the process is performed in the same target surface state to maintain a constant deposition rate. However, this method has been troublesome and inefficient because the vacuum condition of the deposition chamber has to be broken and the operator has to manually polish the target.

또한, 타겟의 갯수가 많은 멀티 타겟을 구동하는 경우에는 더욱 비효율적이다.Further, it is more inefficient when a multi-target having a large number of targets is driven.

한편, 타겟의 표면을 균일하게 연마시키지 않는 경우에는, 공정 횟수에 따른 타겟의 침식 정도를 체크하여 증착률을 일정하게 유지시키기 위해, 기판의 온도, 증착가스 종류, 가스분압, 스파터링 파워, 타겟과 기판 사이의 거리 등의 증착 변수들을 매 실험마다 조절하여야 하는데, 이러한 증착 변수들은 사용자의 경험에 대부분 의존하게 되어 각 사용자에 의한 증착의 재현성이 상당히 떨어지게 된다.On the other hand, when the surface of the target is not uniformly polished, the temperature of the substrate, the kind of deposition gas, the gas partial pressure, the sputtering power, the target And the distance between the substrate and the substrate must be adjusted for each experiment. Such deposition parameters depend on the user's experience, and the reproducibility of the deposition by each user is considerably reduced.

특히, 진공 상태에서 증착이 이루어지므로 여러 가지 요인에 의한 최적 증착조건으로부터의 오차를 증착이 이루어지는 동안 보정하기 어렵다는 문제점이 있다.In particular, since deposition is performed in a vacuum state, it is difficult to correct an error from optimal deposition conditions due to various factors during deposition.

대한민국 특허청 특허공개공보 공개번호 10-2008-0041658호.Korean Patent Application Publication No. 10-2008-0041658.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 스파터링 증착 장치에 있어서, 타겟의 사용 중 증착 변수에 따른 증착률 변동 문제를 극복하고, 항시 안정된 증착률을 구현하여 일관된 박막 증착 두께를 제어하기 위한 증착률 제어를 위한 스파터링 증착 시스템의 제공을 그 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems and it is an object of the present invention to overcome the problem of fluctuation of the deposition rate according to the deposition parameters during the use of the target in the sputtering deposition apparatus and to achieve a stable deposition rate at all times, And to provide a sputtering deposition system for rate control.

상기 목적 달성을 위해 본 발명은, 스파터링 증착 시스템에 있어서, 기판에 증착되는 박막의 두께를 측정하는 두께센서와, 상기 두께센서의 신호를 입력받아 실시간 박막 증착률을 모니터링하는 두께 컨트롤러와, 상기 증착률 변화에 따라 파워 조절 신호를 출력하는 메인 컨트롤러 및 상기 메인 컨트롤러의 파워 조절 신호를 입력받아 일정한 증착률 유지를 위한 파워를 출력하는 파워 컨트롤러를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 증착률 제어를 위한 스파터링 증착 시스템을 기술적 요지로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a sputtering deposition system including: a thickness sensor for measuring a thickness of a thin film deposited on a substrate; a thickness controller for receiving a signal of the thickness sensor and monitoring a real time thin film deposition rate; A main controller for outputting a power control signal in accordance with the deposition rate change, and a power controller for receiving a power control signal of the main controller and outputting power for maintaining a constant deposition rate. Tering deposition system is a technical point.

또한, 상기 두께 컨트롤러는, 파워 변화에 따른 타겟의 증착률이 초기값으로 미리 입력되어 있는 것이 바람직하며, 상기 메인 컨트롤러는, 타겟의 사용시간을 데이타화하여 기록하고, 상기 데이타를 기준으로 파워 조절 신호를 출력하는 것이 바람직하다.It is preferable that the deposition controller of the thickness controller inputs the deposition rate of the target according to the power change in advance as an initial value. The main controller records the use time of the target in a data format, It is preferable to output a signal.

또한, 상기 두께센서는, 타겟의 사용 중 크랙(crack)이 발생했을 경우, 크랙 신호를 감지하고, 상기 두께 컨트롤러는, 상기 두께센서의 크랙 신호를 입력받아 증착률을 모니터링하여 상기 메인 컨트롤러에 전달하도록 하는 것이 바람직하다.The thickness sensor senses a crack signal when a crack occurs during use of the target, and the thickness controller receives a crack signal of the thickness sensor and monitors the deposition rate to be transmitted to the main controller .

또한, 상기 두께센서는, 타겟의 사용 중 자기장이 변동되었을 경우, 자기장 변동 신호를 감지하며, 상기 두께 컨트롤러는, 상기 자기장 변동 신호를 입력받아 증착률을 모니터링하여 상기 메인 컨트롤러에 전달하는 것이 바람직하다.Preferably, the thickness sensor senses a magnetic field variation signal when the magnetic field of the target varies, and the thickness controller monitors the deposition rate by receiving the magnetic field variation signal and transmits the monitoring result to the main controller .

여기에서, 상기 메인 컨트롤러는, 상기 크랙 신호 및 자기장 변동 신호에 따른 증착률을 기준으로 파워 조절 신호를 출력하는 것이 바람직하다.Here, it is preferable that the main controller outputs a power regulation signal based on the deposition rate according to the crack signal and the magnetic field variation signal.

또한, 상기 두께센서는, 타겟의 사용 중 시간에 따른 두께가 설정값 이상을 초과하거나 미달되는 경우, 두께 설정값 이상 신호를 감지하고, 상기 두께 컨트롤러는, 상기 두께 설정값 이상 신호를 입력받아 증착률을 모니터링하여 상기 메인 컨트롤러에 전달하며, 상기 메인 컨트롤러는, 상기 두께 설정값 이상 신호에 따른 증착률을 기준으로 파워 조절 신호를 출력하는 것이 바람직하다.The thickness sensor detects a signal exceeding the thickness set value when the thickness of the target is over or under a preset value during use of the target, and the thickness controller receives the signal exceeding the thickness set value, And the main controller outputs the power adjustment signal based on the deposition rate according to the signal exceeding the thickness set value.

본 발명은, 타겟 사용 중 타겟에 발생할 수 있는 여러 가지 증착 변수에 따른 증착률 변동 문제를 모니터링하여 파워를 출력함으로써, 안정된 증착률을 구현하여 일관된 박막 증착 두께를 구현할 수 있는 효과가 있다.The present invention has the effect of realizing consistent deposition rate by implementing a stable deposition rate by monitoring the deposition rate variation problem according to various deposition parameters that may occur in the target during use of the target and outputting power.

또한, 이러한 과정에 의해 일정한 증착률이 유지되도록 하여, 기판에 증착되는 박막의 두께의 제어가 가능하도록 하여, 재현성을 향상시키고 고품위의 박막을 증착할 수 있도록 하는 것이다.In addition, a constant deposition rate can be maintained by this process, and the thickness of the thin film deposited on the substrate can be controlled, thereby improving reproducibility and depositing a high-quality thin film.

도 1 - 본 발명에 따른 증착률 제어를 위한 스파터링 증착 시스템의 주요부에 대한 모식도.
도 2 - 타겟의 사용 중 타겟에 크랙이 발생한 경우 증착률 변화를 나타낸 도.
도 3 - 타겟의 사용 중 자기장이 변동된 경우 증착률 변화를 나타낸 도.FIG. 1 is a schematic view of essential parts of a sputtering deposition system for controlling the deposition rate according to the present invention. FIG.
Fig. 2 is a graph showing the deposition rate change when a target cracks during use of the target. Fig.
FIG. 3 is a diagram showing the deposition rate change when the magnetic field is varied during use of the target. FIG.

본 발명은 스파터링 증착 장치에 있어서, 타겟 사용 중 타겟에 발생할 수 있는 여러 가지 증착 변수에 따른 증착률 변동 문제를 모니터링하여 파워를 출력함으로써, 안정된 증착률을 구현하여 일관된 박막 증착 두께를 구현하기 위한 증착률 제어를 위한 스파터링 증착 시스템에 관한 것이다.
The present invention provides a sputtering deposition apparatus for monitoring a deposition rate variation problem depending on various deposition parameters that may occur in a target during use of a target and outputting power to achieve a stable deposition rate to realize a uniform deposition thickness To a sputtering deposition system for deposition rate control.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명하고자 한다. 도 1은 본 발명에 따른 증착률 제어를 위한 스파터링 증착 시스템의 주요부에 대한 모식도이고, 도 2는 타겟의 사용 중 타겟에 크랙이 발생한 경우 증착률 변화를 나타낸 도이며, 도 3은 타겟의 사용 중 타겟의 사용 중 자기장이 변동된 경우 증착률 변화를 나타낸 도이다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a schematic view of a main part of a sputtering deposition system for controlling the deposition rate according to the present invention, FIG. 2 is a view showing a deposition rate change when a target crack is generated during use of the target, Fig. 4 is a graph showing a change in the deposition rate when the magnetic field of the target is varied during use.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 증착률 제어를 위한 스파터링 증착 시스템은 스파터링 증착 시스템에 있어서, 기판에 증착되는 박막의 두께를 측정하는 두께센서와, 상기 두께센서의 신호를 입력받아 실시간 박막 증착률을 모니터링하는 두께 컨트롤러와, 상기 증착률 변화에 따라 파워 조절 신호를 출력하는 메인 컨트롤러 및 상기 메인 컨트롤러의 파워 조절 신호를 입력받아 일정한 증착률 유지를 위한 파워를 출력하는 파워 컨트롤러로 크게 구성된다.As shown in the figure, the sputtering deposition system for controlling the deposition rate according to the present invention is a sputtering deposition system comprising: a thickness sensor for measuring a thickness of a thin film deposited on a substrate; A main controller for outputting a power control signal according to the variation of the deposition rate, and a power controller for receiving a power control signal of the main controller and outputting power for maintaining a constant deposition rate .

본 발명에 따른 스파터링 증착 시스템은 기존의 스파터링 증착 시스템에 그대로 적용되는 것으로서, 타겟의 사용 중 증착 변수에 따른 증착률 변동을 최소화하여 고품질의 박막을 얻기 위한 것이다.The sputtering deposition system according to the present invention is applied as it is to a conventional sputtering deposition system and is intended to obtain a high-quality thin film by minimizing the deposition rate variation according to deposition parameters during use of the target.

종래의 스파터링 증착 시스템은, 일반적으로 진공 상태를 유지하는 증착 챔버와, 상기 증착 챔버 내부에 제공되어 그 표면에 박막을 증착하기 위한 기판과, 상기 박막을 구성하는 적어도 하나의 타겟을 구비하여 불활성 가스의 스파터링에 의해 타겟 물질을 기판 상에 공급하여 증착이 이루어지도록 하는 것으로서, 일반적으로 기판과 타겟은 대향되는 위치에 형성되어 있다.A conventional sputtering deposition system generally includes a deposition chamber that maintains a vacuum state, a substrate provided within the deposition chamber to deposit a thin film thereon, and at least one target that constitutes the thin film, A target material is supplied onto a substrate by sputtering of a gas so that deposition is performed. Generally, the substrate and the target are formed at opposed positions.

본 발명은 이러한 스파터링 증착 시스템에 있어서, 공정 횟수가 증가하는 동안, 타겟에 발생되는 증착 변수에 따른 증착률 변동을 최소화하기 위한 것이다.The present invention is directed to minimizing the deposition rate variation in the sputtering deposition system according to deposition parameters generated in the target while the number of processes increases.

일반적으로 타겟에 발생되는 증착 변수로는 타겟 자체에 발생되는 경우로서, 스파터링 공정 횟수(시간)에 따른 타겟 표면의 불균일함, 침식 현상, 크랙 현상 등이 있을 수 있다.Generally, the deposition parameters generated in the target are generated in the target itself, and there may be nonuniformity of the target surface, erosion phenomenon, and cracking phenomenon depending on the number of times of sputtering process (time).

또한, 공정 진행 중에, 냉각수의 온도 상승 또는 수량 부족 등으로 인해서 마그네트의 열화로 인하여 자기장이 급격히 저하되어 증착율이 감소하게 되므로, 자기장의 변동(저하)도 증착 변수가 될 수 있다.During the process, the magnetic field is rapidly lowered due to the deterioration of the magnet due to the rise in the temperature of the cooling water or the shortage of the water, and the deposition rate is decreased, so that the variation (decrease) of the magnetic field can also be a deposition parameter.

그 외에도 기판의 온도, 증착 가스 종류, 가스 분압, 스파터링 파워, 타겟과 기판 사이의 거리 등의 증착 변수들이 존재하게 된다.In addition, deposition parameters such as substrate temperature, deposition gas type, gas partial pressure, sputtering power, and distance between target and substrate exist.

본 발명에서는 기본적으로 이러한 증착 변수들을 모두 고려하여, 미리 데이타화하여 입력해 놓고, 증착 공정 중에 이러한 증착 변수에 대해서 항시 모니터링하여 타겟의 증착률이 일정하게 유지되도록 하는 것이다.In the present invention, basically, all the deposition parameters are taken into consideration, and the target deposition rate is kept constant by monitoring the deposition parameters during the deposition process.

본 발명에 따른 두께센서는 기판에 증착되는 박막의 두께를 측정하는 것으로서, 일반적으로 크리스탈 센서를 사용한다.The thickness sensor according to the present invention measures the thickness of a thin film deposited on a substrate, and generally uses a crystal sensor.

상기 두께 컨트롤러는 상기 두께센서의 신호를 입력받아 실시간 박막 증착률을 모니터링하게 된다.The thickness controller monitors the real-time thin film deposition rate by receiving a signal from the thickness sensor.

일반적으로 상기 두께센서 및 두께 콘트롤러는 스파터링 증착 시스템에 있어서, 기판측에 위치하며, 두께 콘트롤러와 독립적 또는 그 내측으로 두께센서인 크리스탈 센서를 설치한다.In general, the thickness sensor and the thickness controller are located on the substrate side of the sputtering deposition system, and a crystal sensor, which is a thickness sensor, is provided independently of or in the thickness controller.

스파터링 증착이 시작되어, 기판에 박막 물질의 증착이 이루어지게 되며, 박막 물질이 회전하는 기판의 표면에 증착되게 되며, 이때 상기 두께센서는 기판에 증착되는 박막의 두께를 측정하게 되는 것이다.Sputtering deposition is initiated, deposition of a thin film material on the substrate occurs, and thin film material is deposited on the surface of the rotating substrate, where the thickness sensor measures the thickness of the thin film deposited on the substrate.

즉, 상기 크리스탈 센서는 박막 물질의 증발속도를 측정하여 기판에 증착되는 박막의 증착 두께로 환산하여 두께를 측정하게 되므로, 박막 물질의 증발속도를 계속해서 측정하게 된다.That is, since the crystal sensor measures the evaporation rate of the thin film material and measures the thickness of the thin film deposited on the substrate, the evaporation rate of the thin film material is continuously measured.

상기 두께 컨트롤러는 상기 두께센서의 신호를 입력받아 실시간 박막 증착률을 모니터링하게 된다.The thickness controller monitors the real-time thin film deposition rate by receiving a signal from the thickness sensor.

상기 두께 컨트롤러는 파워 변화에 따른 타겟의 증착률이 초기값으로 미리 입력되어 있도록 하여, 증착률이 측정되면, 증착률을 메인 컨트롤러에 전달하여 그에 따른 파워를 조절할 수 있도록 한다.When the deposition rate is measured, the deposition controller may transmit the deposition rate to the main controller and adjust the power according to the deposition rate.

즉, 실험에 앞서 증착하고자 하는 물질의 타겟을 파워에 따른 증착률을 미리 두께 컨트롤러에 초기값으로 입력해두어, 측정된 증착률 신호를 상기 메인 컨트롤러에 전달하면, 설정된 증착률 값으로의 변동을 위한 파워 조절 신호를 출력하게 된다.In other words, if the deposition rate of the target material to be deposited is input to the thickness controller in advance as an initial value before the experiment, and the measured deposition rate signal is transmitted to the main controller, And outputs a power control signal.

또한, 상기 메인 컨트롤러는 타겟의 사용시간을 데이타화하여 기록하고, 상기 데이타를 기준으로 파워 조절 신호를 출력하도록 한다.In addition, the main controller records data on the use time of the target and outputs a power control signal based on the data.

즉, 타겟의 사용시간이 어느 정도 지나면, 어느 정도의 증착률이 나오더라는 것을 데이타화하여, 그 데이타를 기준으로 파워 조절 신호를 출력하도록 하는 것이다.That is, when the use time of the target is somewhat longer, a certain degree of vapor deposition rate is expressed as data, and a power regulation signal is output based on the data.

여기에서, 상기 두께센서는 타겟의 사용 중 크랙(crack)이 발생했을 경우, 크랙 신호를 감지하도록 하며, 이 크랙 신호를 두께 컨트롤러에 전달하도록 한다.Here, the thickness sensor detects a crack signal when a crack occurs during use of the target, and transmits the crack signal to the thickness controller.

상기 두께 컨트롤러는 상기 두께센서의 크랙 신호를 입력받아 증착률을 모니터링하여 상기 메인 컨트롤러에 전달하여, 미리 데이타화되어 입력되었던 증착률과 비교하여 파워 조절 신호를 출력하도록 하는 것이다.The thickness controller receives a crack signal of the thickness sensor, monitors the deposition rate, and transmits the signal to the main controller. The thickness controller compares the deposition signal with the deposition rate previously input and outputs the power adjustment signal.

도 2는 타겟의 사용 중 크랙이 발생했을 경우의 증착률 변화를 나타낸 데이타이다. 이는 파워(RF)가 500W, Ar 가스가 100sccm, O2 가스가 2sccm, 압력은 2.5mTorr일 때의 사파이어 기판 상에 ITO를 증착하는 과정 중에 ITO 타겟에 크랙이 발생한 경우, 두께 컨트롤러에서 측정한 증착률 변화를 나타낸 데이타이다.Fig. 2 is a data showing a change in deposition rate when a crack occurs during use of the target. In the case where a crack occurs in an ITO target during the process of depositing ITO on a sapphire substrate with a power (RF) of 500 W, an Ar gas of 100 sccm, an O 2 gas of 2 sccm, and a pressure of 2.5 mTorr, And the rate of change.

도 2에 도시한 바와 같이, 초기에는 증착률이 평균적으로 1에 가깝다가, 시간이 125초가 지나갈 무렵에 타겟에 크랙이 발생되었음을 알 수 있으며, 그 이후에는 증착률이 감소(변동)됨을 확인할 수 있었다.As shown in FIG. 2, it can be seen that the deposition rate at the initial stage is close to 1 on average, and that the cracks have occurred in the target at the passage of time of 125 seconds, and thereafter the deposition rate decreases there was.

이러한, 크랙 신호를 두께센서가 감지하고, 이를 두께 컨트롤러에 전달하여 증착률을 환산하여 메인 컨트롤러에 전달하면, 상기 메인 컨트롤러에서 파워 조절 신호를 출력하도록 한다.The thickness sensor senses the crack signal, transfers it to the thickness controller, and converts the deposition rate to the main controller. The main controller then outputs the power control signal.

여기에서, 상기 파워 컨트롤러는 상기 메인 컨트롤러의 파워 조절 신호를 입력받아 일정한 증착률 유지를 위한 파워를 출력하도록 하는 것이다.Here, the power controller receives power control signals of the main controller and outputs power for maintaining a constant deposition rate.

또한, 상기 두께센서는 타겟의 사용 중 자기장이 변동되었을 경우, 자기장 변동 신호를 감지하도록 하며, 이 자기장 변동 신호를 두께 컨트롤러에 전달하도록 한다.The thickness sensor also detects a magnetic field change signal when the magnetic field of the target changes during use, and transmits the magnetic field change signal to the thickness controller.

상기 두께 컨트롤러는 상기 두께센서의 자기장 변동 신호를 입력받아 증착률을 모니터링하여 상기 메인 컨트롤러에 전달하여, 미리 데이타화되어 입력되었던 증착률과 비교하여 파워 조절 신호를 출력하도록 하는 것이다.The thickness controller receives the magnetic field variation signal of the thickness sensor, monitors the deposition rate, and transmits the monitoring signal to the main controller. The thickness controller compares the deposition rate with the deposition rate previously input and outputs the power adjustment signal.

도 3은 타겟의 사용 중 자기장의 변동이 발생했을 경우의 증착률 변화를 나타낸 데이타이다. 이는 파워(RF)가 500W, Ar 가스가 100sccm, O2 가스가 2sccm, 압력은 2.5mTorr일 때의 사파이어 기판 상에 ITO를 증착하는 과정 중에 자기장이 587 Gauss에서 563 Gauss로 자기장이 저하된 경우, 두께 컨트롤러에서 측정한 증착률 변화를 나타낸 데이타이다.FIG. 3 is a data showing a change in the deposition rate when a magnetic field fluctuates during use of the target. When the magnetic field is reduced from 587 Gauss to 563 Gauss during the process of depositing ITO on a sapphire substrate with power (RF) of 500 W, Ar gas of 100 sccm, O 2 gas of 2 sccm, and pressure of 2.5 mTorr, Thickness This is the data showing the deposition rate change measured by the controller.

도 3에 도시한 바와 같이, 초기에는 증착률이 평균적으로 1에 가깝다가, 자기장이 저하된 이후에는 증착률이 감소(변동)됨을 확인할 수 있었다.As shown in FIG. 3, the deposition rate was initially close to 1 on average, but the deposition rate decreased (fluctuated) after the magnetic field was lowered.

이러한, 자기장 변동 신호를 두께센서가 감지하고, 이를 두께 컨트롤러에 전달하여 증착률을 환산하여 메인 컨트롤러에 전달하면, 상기 메인 컨트롤러에서 파워 조절 신호를 출력하도록 한다.The thickness sensor senses the magnetic field variation signal, transfers the signal to the thickness controller, and converts the deposition rate to the main controller. The main controller then outputs the power regulation signal.

여기에서, 상기 파워 컨트롤러는 상기 메인 컨트롤러의 파워 조절 신호를 입력받아 일정한 증착률 유지를 위한 파워를 출력하도록 하는 것이다.Here, the power controller receives power control signals of the main controller and outputs power for maintaining a constant deposition rate.

이와 같이, 타겟 사용 중에 여러가지 증착 변수의 변동에 따른 증착률이 변동될 경우, 이를 두께 센서, 두께 컨트롤러 및 메인 컨트롤러에 의해 증착률에 따른 파워 조절 신호를 출력하여 파워 컨트롤러에서 일정한 증착률 유지를 위한 파워를 출력하는 것이다.In this way, when the deposition rate due to the variation of various deposition parameters varies during the use of the target, it is output by the thickness sensor, the thickness controller, and the main controller to output a power control signal according to the deposition rate, .

이러한 과정에 의해 일정한 증착률이 유지되도록 하여, 기판에 증착되는 박막의 두께의 제어가 가능하도록 하여, 재현성을 향상시키고 고품위의 박막을 증착할 수 있도록 하는 것이다.By this process, a uniform deposition rate can be maintained, and the thickness of the thin film deposited on the substrate can be controlled, thereby improving reproducibility and depositing a high-quality thin film.

이때, 상기 두께 센서는 타겟의 사용 중 시간에 따른 두께가 설정값 이상을 초과하거나 미달되는 경우, 두께 설정값 이상 신호를 감지하도록 하며, 상기 두께 설정값 이상 신호를 두께 컨트롤러에 입력시키고, 이에 따른 증착률을 모니터링하여 상기 메인 컨트롤러에 전달하여 파워 조절 신호를 출력하게 된다.At this time, the thickness sensor detects a signal exceeding the thickness set value when the thickness of the target exceeds or exceeds the set value over time during use of the target, inputs a signal exceeding the thickness set value to the thickness controller, The deposition rate is monitored and transmitted to the main controller to output a power regulation signal.

즉, 실험자가 예상할 수 있는 증착 변수의 변동에 따른 데이타를 미리 입력하여 두었지만, 실험과정에서 불측의 상황에 따른 증착률의 변동이 발생하였을 때, 실험자가 미리 설정해 둔 증착률에 맞지 않는 경우 또는 증착 변수의 변동에 따라 데이타화한 증착률에 따라 파워 조절 신호를 출력하였지만, 설정된 두께 설정값이 나오지 않았을 경우에는 두께 센서에서 두께 설정값 이상 신호를 감지하게 되는 것이다.In other words, although the data according to the fluctuation of the deposition parameters that the experimenter can predict can be inputted in advance, when the deposition rate varies according to the unstable conditions during the experiment, if the experiment does not match the preset deposition rate The power control signal is output according to the deposition rate calculated according to the variation of the deposition parameters. However, when the set thickness value is not outputted, the thickness sensor detects a signal exceeding the thickness set value.

이는 증착 변수의 모니터링에 따라 일정한 증착률 유지를 위한 파워 조절 신호를 출력할 수 있지만, 그러한 모니터링에도 불구하고 설정된 두께가 나오지 않을때에는 이를 감지하여 일정한 증착률 유지를 위한 파워를 다시 출력할 수 있도록 하는 것으로서, 이중의 안전장치에 의해 증착률의 안정성을 더욱 도모한 것이다.It is possible to output a power control signal for maintaining a constant deposition rate according to the monitoring of the deposition parameters. However, when the thickness is not detected despite the monitoring, it is sensed and the power for maintaining a constant deposition rate can be outputted again The stability of the deposition rate is further enhanced by the double safety device.

Claims (11)

스파터링 증착 시스템에 있어서,
기판에 증착되는 박막의 두께를 측정하는 두께센서;
상기 두께센서의 신호를 입력받아 실시간 박막 증착률을 모니터링하는 두께 컨트롤러;
상기 증착률 변화에 따라 파워 조절 신호를 출력하는 메인 컨트롤러; 및
상기 메인 컨트롤러의 파워 조절 신호를 입력받아 일정한 증착률 유지를 위한 파워를 출력하는 파워 컨트롤러;를 포함하여 이루어지되,
상기 두께센서는, 타겟의 사용 중 크랙(crack)이 발생했을 경우, 크랙 신호를 감지하고, 상기 두께 컨트롤러는, 상기 두께센서의 크랙 신호를 입력받아 증착률을 모니터링하여 상기 메인 컨트롤러에 전달하는 것을 특징으로 하는 증착률 제어를 위한 스파터링 증착 시스템.In a sputtering deposition system,
A thickness sensor for measuring a thickness of a thin film deposited on a substrate;
A thickness controller for receiving a signal from the thickness sensor and monitoring a real time thin film deposition rate;
A main controller for outputting a power control signal according to the deposition rate change; And
And a power controller for receiving a power control signal of the main controller and outputting power for maintaining a constant deposition rate,
The thickness sensor detects a crack signal when a crack occurs during use of the target, and the thickness controller receives the crack signal of the thickness sensor and monitors the deposition rate and transmits the monitoring signal to the main controller A sputtering deposition system for controlling deposition rate characterized. 제 1항에 있어서, 상기 두께 컨트롤러는,
파워 변화에 따른 타겟의 증착률이 초기값으로 미리 입력되어 있는 것을 특징으로 하는 증착률 제어를 위한 스파터링 증착 시스템.2. The apparatus of claim 1,
Wherein the deposition rate of the target in accordance with the power change is preliminarily input as an initial value. 제 2항에 있어서, 상기 메인 컨트롤러는,
타겟의 사용시간을 데이타화하여 기록하고, 상기 데이타를 기준으로 파워 조절 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 증착률 제어를 위한 스파터링 증착 시스템.The system according to claim 2,
And the power control signal is output based on the data. The sputtering deposition system according to claim 1, 삭제delete 삭제delete 스파터링 증착 시스템에 있어서,
기판에 증착되는 박막의 두께를 측정하는 두께센서;
상기 두께센서의 신호를 입력받아 실시간 박막 증착률을 모니터링하며, 파워 변화에 따른 타겟의 증착률이 초기값으로 미리 입력되어 있는 두께 컨트롤러;
상기 증착률 변화에 따라 파워 조절 신호를 출력하며, 타겟의 사용시간을 데이타화하여 기록하고, 상기 데이타를 기준으로 파워 조절 신호를 출력하는 메인 컨트롤러; 및
상기 메인 컨트롤러의 파워 조절 신호를 입력받아 일정한 증착률 유지를 위한 파워를 출력하는 파워 컨트롤러;를 포함하여 이루어지되,
상기 두께센서는, 타겟의 사용 중 자기장이 변동되었을 경우, 자기장 변동 신호를 감지하고, 상기 두께 컨트롤러는, 상기 자기장 변동 신호를 입력받아 증착률을 모니터링하여 상기 메인 컨트롤러에 전달하는 것을 특징으로 하는 증착률 제어를 위한 스파터링 증착 시스템.In a sputtering deposition system,
A thickness sensor for measuring a thickness of a thin film deposited on a substrate;
A thickness controller which receives a signal of the thickness sensor and monitors a real time thin film deposition rate and inputs a target deposition rate according to a power change in advance as an initial value;
A main controller for outputting a power control signal in accordance with the deposition rate change, for outputting a power control signal based on the data, And
And a power controller for receiving a power control signal of the main controller and outputting power for maintaining a constant deposition rate,
Wherein the thickness sensor senses a magnetic field variation signal when the magnetic field of the target changes during use and the thickness controller monitors the deposition rate by receiving the magnetic field variation signal and transfers the monitored deposition rate to the main controller Sputtering Deposition System for Rate Control. 삭제delete 제 1항 내지 제 3항 및 제 6항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 메인 컨트롤러는,
상기 크랙 신호 및 자기장 변동 신호에 따른 증착률을 기준으로 파워 조절 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 증착률 제어를 위한 스파터링 증착 시스템.The system according to any one of claims 1 to 3 and 6,
And outputs a power adjustment signal based on the deposition rate according to the crack signal and the magnetic field variation signal. 제 8항에 있어서, 상기 두께센서는,
타겟의 사용 중 시간에 따른 두께가 설정값 이상을 초과하거나 미달되는 경우, 두께 설정값 이상 신호를 감지하는 것을 특징으로 하는 증착률 제어를 위한 스파터링 증착 시스템.9. The apparatus of claim 8,
Wherein a signal exceeding a thickness set value is sensed when the thickness of the target during use exceeds or exceeds a set value. 제 9항에 있어서, 상기 두께 컨트롤러는,
상기 두께 설정값 이상 신호를 입력받아 증착률을 모니터링하여 상기 메인 컨트롤러에 전달하는 것을 특징으로 하는 증착률 제어를 위한 스파터링 증착 시스템.10. The apparatus of claim 9,
And the deposition rate is monitored and transferred to the main controller. The sputtering deposition system according to claim 1, 제 10항에 있어서, 상기 메인 컨트롤러는,
상기 두께 설정값 이상 신호에 따른 증착률을 기준으로 파워 조절 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 증착률 제어를 위한 스파터링 증착 시스템.11. The system of claim 10, wherein the main controller comprises:
And outputs a power adjustment signal based on a deposition rate according to a signal exceeding the thickness set value.
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