KR101615357B1 - 다중층 증착장치 및 이를 이용한 다중층 증착방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 증착공정에 사용되는 증착장치에 관한 것으로, 본 발명에 따르면, 기판에 증착물질이증착되는 공간을 제공하는 챔버; 상기 챔버 내에 위치한 상기 기판의 표면에 상기 증착물질을증착시키기 위하여 증착물질을 증발(vaporization)시키는 증발원; 각기 다른 종류의 증착물질을 포함하고 있는 복수개의 상기 증발원을 구비하며, 복수개의 상기 증발원 중 일부를 선택적으로 증발위치-상기 증착물질이 증발되는 증발활성화가 이루어지는 특정위치를 말한다-에 위치시켜주는 리볼버소스; 및 복수개의 상기 증발원 각각에 대응하여 상기 증발물질의 증발량을 센싱하는 복수개의 센서들을 구비하고 있는 센서부; 를 포함하되, 상기 리볼버소스에 구비된 복수개의 상기 증발원 중 어느 하나가 상기 증발위치에 위치할 때, 상기 증발원에 대응되는 상기 센서부의 센서가 상기 증발원으로부터 증발되는 증발량을 센싱하는 것을 특징으로 하기 때문에 하나의 챔버 내에서 다양한 종류의 증착물질을 기판상에 증착시키어서다중층을 생성시킬 수 있으므로 공정이 단순화되면서 증착공정에 소요되는 시간을 단축시킬 수 있으며, 다중층증착공정을 위해 설치되는 증착설비에 필요한 공간과 비용을 절감시킬 수 있는 기술이 개시된다.

Description

다중층 증착장치 및 이를 이용한 다중층 증착방법{Multi Layer Deposition Apparatus and Deposition Method Using Thereof}
본 발명은 반도체 또는 디스플레이 장치를 생산하기 위한 증착공정에 사용되는 증착장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다중층을 하나의 챔버 내에서 증착시킬 수 있는 다중층증착장치 및 이를 이용한 다중층 증착방법에 관한 것이다.
글라스 기판과 같은 대면적 기판에 유기물을 증착하여 디스플레이 장치를 제조함에 있어서 유기물의 증착공정은 중요한 공정과정 중 하나이다. 왜냐하면, 유기 발광 소자의 특성은 성막되는 유기물의 두께와 균일한 증착두께에 상당부분 의존하기 때문이다. 특히 기판 상에 다중층(Multi Layer)을 증착하는 경우에도 각각의 증착물질을 정확한 두께로 증착하기 위하여 증착물질 별로 증착챔버를 구비하여 여러 챔버를 걸쳐서 증착공정이 이루어졌었다. 즉, 하나의 챔버 내에서 다양한 증착물질을증착시키는 것은 어려움이 있었다. 이는 증착공정 시 증착두께를 측정하는 센서가 하나의 증착물질에 대해서만 사용할 수 있을 뿐 다양한 증착물질에 대하여 하나의 센서로 증착두께를 측정할 수 없기 때문(여러 증착물질에 대하여 하나의 센서를 혼용하게 되면 측정치가 부정확하게 되기 때문이다.)이었으며, 따라서 증착물질별로 별도의 챔버와 센서를 마련하여 여러 증착공정을 수행하여야 했다.
이러한 점 때문에 증착공정에 소요되는 시간이 길어지게 되므로 전체 제조공정시간에 영향을 미치게 된다.
이와 같이 유기물 증착 공정에 소요되는 시간 등을 단축하기 위해 관련하여 많은 기술이 제안되었다. 이 중에는 대한민국 등록특허 제10-1323029호 (발명의 명칭 : 리볼버를 포함하는 증착장치. 이하 선행기술1이라 함)와 대한민국 등록특허 제10-0637896호 (발명의 명칭 : 유기물 진공 증착 장치. 이하 선행기술2 라 함)이 있다.
이러한 선행기술에 따르면, 증착공정의 시간을 단축시키기 위하여 다음 차례의 증발원(또는 증착원이라고도 하며, 이하 본 명세서에서는 증발원으로 칭하기로 한다.)을 예열시키는 기술(선행기술1,2)이 소개되어 있다.
그러나 이러한 선행기술에 따를 경우에도 하나의 증착물질을 하나의 챔버 내에서 기판 상에 증착시키는 것은 종래의 기술과 동일하므로 증착공정의 시간을 더욱 줄이기에는 어려운 문제점이 있었다. 또한 각기 다른 증착물질에 대하여 하나의 챔버 내에서 증착공정을 진행시키기에는 어려운 문제점은 여전히 존재하고 있었다.
본 발명의 목적은 상기한 종래의 문제점들을 위한 것으로, 하나의 챔버 내에서 다양한 종류의 증착물질을 기판에 증착시킬 수 있는 다중층 증착장치 및 이를 이용한 다중층 증착방법을 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 다중층 증착장치는 기판에 증착물질이증착되는 공간을 제공하는 챔버; 상기 챔버 내에 위치한 상기 기판의 표면에 상기 증착물질을 증착시키기 위하여 상기 증착물질을 증발(vaporization)시키는 증발원; 각기 다른 종류의 증착물질을 포함하고 있는 복수개의 상기 증발원을 구비하며, 복수개의 상기 증발원 중 일부를 선택적으로 증발위치-상기 증착물질이 증발되는 증발활성화가 이루어지는 특정위치를 말한다-에 위치시켜주는 리볼버소스(revolver source); 및 복수개의 상기 증발원 각각에 대응하여 상기 증발물질의 증발량을 센싱하는 복수개의 센서들을 구비하고 있는 센서부; 를 포함하되, 상기 리볼버소스에 구비된 복수개의 상기 증발원 중 어느 하나가 상기 증발위치에 위치할 때, 상기 증발위치에 위치하는 상기 증발원에 대응되는 상기 센서부의 센서가 상기 증발원으로부터 증발되는 증발량을 센싱하는 것을 특징으로 할 수도 있다.
여기서, 상기 센서부는 복수개의 상기 센서가 배열된 리볼버센서로서, 상기 증발위치에서 증발활성화되는 상기 증발원으로부터 증발량을 센싱하기 위하여 상기 증발위치에 위치하는 상기 증발원에 대응되는 상기의 센서를 센싱위치-상기 증발량을 센싱하기 위한 특정위치를 말한다- 에 위치하도록 회전시키는 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.
나아가, 상기 리볼버소스는 복수개이며, 복수개의 상기 리볼버소스에 구비된 복수개의 증발원 모두에 대하여 각각 대응되는 센서가 하나의 상기 리볼버센서에 구비된 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.
여기서, 복수개의 상기 센서 각각은 상기 챔버 내의 증착환경에 노출되지 않도록 차단되어 있되, 상기 증발활성화되는 상기 증발원으로부터 증발량을 센싱할 수 있도록 상기 센싱위치에 위치된 상기 센서만이 선택적으로 개방되는 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.
나아가, 복수개의 상기 센서들 중에는 상기 증발원 중 하나에 대응되는 센서가 복수개 포함되며, 상기 증발원 중 하나에 대응되는 상기 복수개의 센서들 중 하나가 상기 센싱위치에서 수명을 다할 경우, 상기 증발원 중 하나에 대응되는 상기 복수개의 센서들 중 다른 하나가 상기 센싱위치로 위치되어 상기 증발원의 증발량을 센싱하는 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.
여기서 더 나아가 상기 증발위치에 위치하는 상기 증발원에 대응되는 상기 센서가 상기 센싱 위치에 위치하도록 상기 리볼버센서가 회전하는 정도를 제어하는 제어부;를 더 포함하는 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 다중층증착방법은 다중층을 기판에 증착시키기 위하여, 리볼버소스에 마련된 복수개의 증발원에 각기 다른 종류의 증착물질이 마련되어 있고, 상기 복수개의 증발원 각각에 대응되는 복수개의 센서가 마련된 센서부 및 상기 리볼버소스가 구비되어 있는 하나의 챔버 내에 기판을 증착위치에 위치시키는 A단계; 상기 A단계에서 위치고정된 기판으로 복수개의 상기 증발원 중 제1증발원을 증발위치-상기 증착물질이 증발되는 증발활성화가 이루어지는 특정위치를 말한다-에 위치시키어서 상기 증발활성화가 이루어지되, 제1증발원에 대응되는 제1센서가 증발량을 센싱하는 센싱위치에서 상기 증착물질에 대한 증발량을 센싱하는 B단계; 상기 B단계에서의 상기 증발활성화가 이루어진 상기 제1증발원을 상기 증발위치로부터 이탈시키면서 순차적으로 다음 차례의 증착물질을 포함하는 제2증발원을 상기 증발위치에 위치시키고, 상기 제2증발원에 대응되는 제2센서를 상기 센싱위치에 위치시키는 C단계; 및 상기 C단계에서 상기 제2증발원에 포함된 증착물질을 상기 기판에 증착시키면서 상기 센싱위치에 위치된 제2센서로 증발량을 센싱하는 D단계; 를 포함하는 것을 하나의 특징으로 할 수도 있다.
여기서, 상기 센서부는 복수개의 상기 센서가 배열된 리볼버센서이고, 상기 C단계에서, 상기 리볼버센서를 회전시킴으로써 상기 제2센서를 상기 센싱위치에 위치시키는 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.
나아가, 상기 리볼버소스는 복수개이며, 복수개의 상기 리볼버소스에 구비된 복수개의 증발원 모두에 대하여 각각 대응되는 센서가 하나의 상기 리볼버센서에 구비된 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.
더 나아가, 복수개의 상기 센서 각각은 상기 챔버 내의 증착환경에 노출되지 않도록 차단되어 있되, 상기 증발활성화되는 상기 증발원으로부터 증발량을 센싱할 수 있도록 상기 센싱위치에 위치된 상기 센서만이 선택적으로 개방되는 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.
여기서, 복수개의 상기 센서들 중에는 상기 제1증발원에 대응되는 제1센서가 복수개 포함되며, 상기 B단계에서 상기 제1증발원에 대응되는 상기 복수개의 제1센서들 중 하나가 상기 센싱위치에서 수명을 다할 경우, 상기 제1증발원에 대응되는 상기 복수개의 제1센서들 중 다른 하나가 상기 센싱위치로 위치되어 상기 제1증발원의 증발량을 센싱하는 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.
본 발명에 따른 증착장치 또는 증착방법은 하나의 챔버 내에서 다양한 종류의 증착물질을 기판 상에 증착시키어서 다중층을 생성시킬 수 있으므로 공정이 단순화되면서 증착공정에 소요되는 시간을 단축시키는 효과가 있다.
그리고 다중층증착공정을 위해 설치되는 증착설비에 필요한 공간과 비용을 절감시킬 수 있는 효과 또한 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 다중층 증착장치를 개략적으로 나타낸 개념도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 다중층 증착장치를 이용한 증착방법을 개략적으로 나타낸 순서도이다.
이하에서는 본 발명에 대하여 보다 구체적으로 이해할 수 있도록 첨부된 도면을 참조한 바람직한 실시 예를 들어 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 다중층증착장치를 개략적으로 나타낸 개념도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예 에 따른 다중층증착장치는 챔버, 증발원, 리볼버소스(revolver source) 및 센서부를 포함하여 이루어진다.
챔버(미도시)는 기판(미도시)에 대하여 증착물이 증착되는 공간을 제공한다.
챔버 그 자체에 대해서는 반도체공정 일반으로 사용되는 챔버와 크게 다를 바 없으므로 자세한 설명은 생략하기로 한다.
여기서 이해를 돕기 위해 몇 가지 용어를 먼저 설명하기로 한다.
증발원(vaporization source or deposition source) 은 기판 상에 증착시킬 증착물질을 증발시키는 것으로서, 유기물(organic material)과 같이 통상 증착물질을 담는 도가니와 도가니를 가열시키는 히터(heater)로 구성된다. 그리고 통상 증발원 또는 증착원이라고 불리기도 한다. 본 명세서에서는 설명의 편의상 증발원으로 칭하기로 한다.
그리고 증발활성화라 함은 증발원내에 수용된 증발물질에 대한 증발이 이루어지는 것을 지칭한다. 그리고 증발위치라 함은 증착물질이 증발되는 증발활성화가 이루어지는 특정위치를 말한다. 특히, 활성증발원은 복수개의 증발원들 중에서 증발활성화가 되는 증발원을 지칭한다.
그리고, 센싱위치라 함은 활성증발원으로부터 증발되는 증착물질의 증발량을 센싱하기 위한 특정위치를 말한다. 따라서, 센싱위치에서만 센서가 증착환경에 노출(개방)되며, 그 이외의 위치에서는 센서가 증착환경으로부터 차단(엄폐)된다.
증발원의 도가니는 통상적인 도가니의 구성에 따라 알루미나 또는 파이롤리틱질화붕소 등의 세라믹이나, 티타늄 또는 탄소 등의 금속 재질로 이루어져 있으며, 이러한 도가니 내에는 고순도의 분말 또는 팰릿 형태로 증발될 유기물이 수용된다. 그리고 도가니를 가열시키는 히터는 전기를 이용하여 도가니를 가열시킴으로써 증착물질을 도가니의 개구(開口)를 통해 증발시킨다.
리볼버소스(revolver source)는 도 1에 도시된 바와 같이 복수개의 증발원을 구비하고 있다. 그리고 리볼버소스(100)는 증발원을 증발위치에 위치시킨다.
리볼버소스(100)는 챔버 내에 구성에 따라서 1개만 있을 수도 있겠으나 도 1에 도시된 것처럼 다수개의 리볼버(100)가 하나의 챔버에 장착되는 형태도 가능하다.
리볼버소스(100)가 회전하면서 복수개의 증발원(111,121,131,141,151,161)도 각각이 속해있는 리볼버소스(100)의 중심에 대하여 회전을 하게 된다. 리볼버소스(100)의 회전에 의해서 복수개의 증발원(111,121,131,141,151,161)중에서 일부의 증발원(111,114)이 선택적으로 증발위치(A1,A4)에 위치하게 된다.
이러한 위치조정을 위해 리볼버소스(100)는 증발원의 위치가 변경될 수 있도록 한 번에 소정의 각도만큼 회전한다. 그리고, 증발원을 교체함으로써 다음 단계의 증착공정을 계속적으로 진행시키기 위하여 다음 순번의 증발원을 증발위치에 위치시키고, 증발위치에 위치한 증발원으로부터 증발활성화가 이루어진다.
증발위치에서 증착물질이 다 소모되거나 기판 상에 필요한 두께만큼 증착이 이루어지면, 다음 증착차례의 증발원이 리볼버소스(100)의 회전에 의해 증발위치(A1 또는 A4)에 위치하게 되고, 증발위치에 위치하여 증발활성화가 되었었던 증발원은 증발위치에서 벗어나서 대기위치로 이동하게 된다.
도 1에서 도면부호 A1 내지 A6는 각 증발원의 위치를 나타낸다. 여기서 증발위치(A1, A4)는 기판의 중심(또는 기판의 중심을 지나는 수직축으로부터의 거리, C)으로부터 소정의 거리만큼 이격된 위치(즉, C로부터 가상의 등거리선(10) 상의 위치)에 설정될 수 있다. 이러한 예로서 가상의 등거리선(10)을 도 1에 나타내었다.
그리고 하나의 챔버 내에 포함된 다수개의 리볼버소스(100)중에서 하나씩 증착공정에 참여하는 형태로 실시될 수 있다. 즉, 다수개의 리볼버소스(100)가 순차적으로 증착공정 상의 증발활성화에 참여를 할 수 있다는 것이다.
여기서, 가상의 등거리 선(10)상의 위치 (도면부호 A1, A4 로 표시된 위치)가 증발위치에 해당된다. 그리고 증발위치 A1, A4를 제외한 나머지 도면부호 A2, A3, A5, A6에 해당하는 위치는 대기위치라고 할 수 있다.
즉, 하나의 리볼버소스에는 하나의 증발위치가 있으며, 그 이외의 위치는 대기위치가 된다.
예를 들어 도 1에 도시된 것처럼 하나의 리볼버소스(101) 내에 다수개의 증발원(111, 121, 131)가 구성될 수도 있다. 그리고 리볼버소스(100)가 증착공정에 참여하는 순서가 순차적으로 이루어지도록 도 1에서 좌측의 리볼버소스(101)가 먼저 증착공정에 참여한다. 즉, 좌측의 리볼버소스(101)가 회전함으로써 3개의 증발원(111,121,131)이 순차적으로 증발위치인 도면부호의 A1에 놓이게 된다.
각각의 증발원(111,121,131)이 각각 도면부호의 A1의 위치에서 활성증발화를 거친 후 (즉, 도면부호 A1의 증발위치에 위치한 증발원(111)이 활성증발원이 됨) 다음차례 순번인 우측의 리볼버소스(102)가 증착공정에 참여하게 된다. 그리고 우측의 리볼버소스(102)의 증발원 (141,151,161)이 각각 증발위치인 도면부호 A4의 위치에 놓이게 된다.
즉, 우측의 리볼버소스(102)에 속해 있는 다수개의 증발원(141,151,161)이 각각 도면부호 A4의 위치에서 활성증발화를 거침으로서 증착공정이 다 끝나게 된다. 이와 같이 다수개의 리볼버소스(100)와 각각의 리볼버소스(100)에 속해있는 다수개의 증발원들(111, 121, 131, 141, 151, 161)이 각각 순차적으로 증착공정에 참여할 수 있다.
이 때 도면부호 A2 내지 A6의 위치에 위치하고 있는 다수개의 증발원(121, 131, 141, 151, 161)은 증착물질을 증발시키지 않고 대기한다.
도면부호 A1 또는 A4의 위치에 있는 활성증발원(211)으로부터 증착물질이 다 증발되어 소모되면 리볼버(100)가 회전한다. 여기서, 도 1에 도시된 것처럼 리볼버소스(100)가 반시계방향으로 회전할 수 있다. 물론 시계방향으로 회전하도록 설정할 수 있으며 리볼버소스(100)의 회전방향은 시계방향이든 반시계방향이든 일관성 있게 회전하는 것이 바람직하다.
이 때의 회전은 도면부호 A1의 위치에 있던 증발원(111)이 도면부호 A3의 위치로 이동하고 도면부호 A2의 위치에 있던 증발원(121)이 도면부호 A1의 위치로 이동한다.
이렇게 증발원(111,121,131)의 교체가 이루어지면 도면부호 A1으로 위치 이동된 증발원(121)이 새로운 활성증발원이 되어 증발활성화가 이루어지게 된다. 이러한 방식으로 리볼버소스(100)의 회전에 의해 다수개의 증발원(111, 121, 131, 141, 151, 161)의 위치교환이 이루어지게 된다.
그리고 도 1에서처럼 다수개의 리볼버소스(100)인 경우, 하나의 리볼버소스(101)의 증발원(111, 121, 131)들을 사용한 후 다음 차례의 리볼버소스(102)가 증착공정에 사용되며, 이 때 증발원 A4가 증발위치가 되고, 다음 차례의 리볼버소스(102)에 속한 증발원들(141, 151, 161)이 증착공정에 순차적으로 참여하게 된다. 이 때 증발원들(141)의 참여순서는 앞서 설명한 바와 동일하게 이루어질 수 있다.
다음으로 센서부에 대하여 설명하기로 한다.
센서부는 복수개의 증발원 각각에 대응하여 증발물질의 증발량을 센싱한다.
즉, 하나의 증착물질을 측정하는 센서는 그 물질을 증착시킬 때에만 사용하므로, 복수개의 증발원 각각에 대응하는 센서가 구비되는 것이다.
이러한 센서부는 복수개의 센서(211, 221, 231, 241, 251, 261)가 구비되어 배열된 리볼버센서(200)인 것이 바람직하다.
리볼버센서(200)는 증발위치(A1 또는 A4)에서 증발활성화되는 활성증발원(111 또는 141)으로부터 증발량을 센싱하기 위하여 증발위치(A1 또는 A4)에 위치하는 증발원에 대응되는 센서를 센싱위치에 위치하도록 회전시킨다. 여기서, 센싱위치(S1 또는 S2)라 함은 활성증발원의 증발량을 센싱하기 위한 특정위치를 말한다.
복수개의 센서(211, 221, 231, 241, 251, 261) 각각은 챔버 내의 증착환경에 노출되지 않도록 차단(엄폐)되어있다. 그러나, 증발활성화되는 활성증발원(111 또는 141)으로부터 증발량을 센싱할 수 있도록 센싱위치(S1 또는 S2)에 위치된 센서만이 선택적으로 개방된다.
그리고 하나의 챔버 내에 복수개의 리볼버소스(101, 102)가 마련된 경우에는 복수개의 리볼버소스(101, 102)에 구비된 복수개의 증발원(111, 121, 131, 141, 151, 161) 모두에 대하여 각각 대응되는 센서(211, 221, 231, 241, 251, 261)가 하나의 리볼버센서(200)에 구비된 것이 바람직하다.
이를 도 1을 참조하여 좀 더 구체적으로 다시 설명하면 다음과 같다.
도 1에서와 같이 하나의 챔버 내에 두 개의 리볼버소스(100)가 있고, 각 리볼버소스(100)에는 세 개의 증발원이 각각 구비되어 총 6개의 증발원(111, 121, 131, 141, 151, 161)이 구비되어 있는 형태가 가능하다.
그리고 6개의 증발원(111, 121, 131, 141, 151, 161) 각각에 순차적으로 대응되는 센서(211, 221, 231, 241, 251, 261)가 하나의 리볼버센서(200)에 마련되어 있다. 즉, 제1증발원(111)에 대응되는 제1센서(211), 제2증발원(121)에 대응되는 제2센서(221), 제3증발원(131)에 대응되는 제3센서(231)과 같이 마련되는 것이 바람직하다.
먼저 제1리볼버소스(101)의 제1증발원(111)이 증발활성화되는 증발위치인 도면부호 A1에 위치하고, 제1증발원(111)의 증발량을 측정하는 제1센서(211)이 센싱위치인 도면부호 S1에 위치되도록 리볼버소스(101)와 리볼버센서(200)이 회전한다.
그리고 증발활성화가 이루어지면서 제1증발원(111)으로부터 증발되는 증발량을 제1센서(211)가 센싱하여 기판 상에 증착되는 두께를 파악한다.
제1증발원(111)으로부터 증착목표치만큼 증발되면 제2증발원(121)으로 증착공정을 수행하기 위하여 제1증발원(111)을 도면부호 A3의 위치로 위치 이동시킨다. 이러한 위치이동을 위하여 제1리볼버소스(101)가 회전한다. 이와 동시에 A2에 위치하고 있던 제2증발원(121)이 증발위치인 A1에 위치하게 된다.
아울러, 제2증발원(121)에 대응되는 제2센서(221)를 센싱위치인 도면부호 S1의 위치에 위치시킨다.
즉, 리볼버센서(200)가 회전하면서 제2센서(221)가 센싱위치인 도면부호 S1의 위치에 위치하게 되며, 제1센서(211)는 센싱위치(S1)로부터 벗어나게 된다.
그리고 제2증발원(121)으로부터 증발활성화가 시작되면 제2센서(221)로 제2증발원(121)으로부터 증발되는 양을 센싱함으로써, 제2증발원(121)으로부터 기판 상에 증착되는 두께를 파악한다.
그리고 제1리볼버소스(101)를 이용한 증착공정이 끝나면, 다음으로 제2리볼버소스(102)를 이용한 증착공정을 시작한다.
이와 같은 방식으로 하나의 챔버 내에서 6가지의 다른 종류의 유기증착물을 기판 상에 증착시킬 수 있게 된다. 물론 필요에 따라서 같은 종류의 유기증착물에 대하여 증착순서를 고려하여 별도로 차순위증발원에 추가하는 형태도 가능하다.
예를 들어, 제1증발원(111)과 제5증발원(151)을 동일 종류의 유기증착물로 하고, 그 외 나머지 증발원들은 제각기 다른 종류의 증착물로 된 증발원으로 구성하는 등의 증착순서에 따라 조합을 하고 그에 따라 증착물의 종류에 대응하는 센서들을 리볼버센서(200)내에 배치하는 실시형태도 가능하다는 것이다.
또한, 다음과 같은 실시형태 또한 가능하다.
복수개의 센서들 중에는 증발원 중 하나에 대응되는 센서가 복수개 포함될 수 있다. 그리고 증발원 중 하나에 대응되는 복수개의 센서들 중 하나가 센싱위치에서 수명을 다할 경우에, 증발원 중 하나에 대응되는 복수개의 센서들 중 다른 하나가 센싱위치로 위치되어 증발원의 증발량을 센싱하는 실시형태 또한 가능하다는 것이다. 여기서, 수명을 다한 센서는 센싱위치를 벗어나면서 다시 증착환경으로부터 차단(또는 엄폐)되며, 새로 센싱위치에 위치하게되는 센서는 증착환경에 대하여 개방되는 상태가 되어 증발량을 센싱하게 된다.
그리고 센서는 QCM(Quartz Crystal Microbalance)인 것이 바람직하다.
이와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 다중층증착장치에 따르면, 하나의 챔버 내에서 다양한 종류의 증착물을 증착시킬 수 있으므로 증착공정시간이 단축되고, 증착물질마다 별개의 증착챔버를 구비하지 않아도 되므로 공정 공간이 절약되는 장점이 있게 된다.
한편 본 발명의 실시 예에 따른 다중층증착장치에, 증발위치(A1 또는 A4)에 위치하는 증발원(즉, 활성증발원이 된다)(111 또는 141)에 대응되는 센서(211 또는 241)가 센싱위치(S1 또는 S2)에 위치하도록 리볼버센서(200)가 회전하는 정도를 제어하는 제어부(미도시)를 더 포함하는 것이 바람직하다.
즉, 위와 같은 리볼버소스 및 리볼버센서의 회전동작 등을 제어하는 제어부를 구비하면 더욱 효율적인 증착공정이 진행 될 수 있으므로 바람직하다.
다음으로 본 발명의 실시 예에 따른 다중층 증착방법에 대해서 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 다중층 증착방법을 개략적으로 나타낸 순서도이다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 다중층증착방법은 A단계 내지 D단계를 포함하여 이루어진다.
<<S110>>
A 단계(S110)는 다중층(Multi Layer)을 기판에 증착시키기 위하여, 하나의 챔버 내에 기판을 증착위치에 위치시키는 단계이다. 여기서 하나의 챔버에는 리볼버소스 및 센서부가 마련되어 있다. 여기서 리볼버소스에는 복수개의 증발원에 각기 다른 종류의 증착물질이 마련되어 있다. 그리고 복수개의 증발원 각각에 대응되는 복수개의 센서가 센서부에 마련되어 있다. 이러한 리볼버소스와 센서부가 마련된 하나의 챔버 내에 기판을 증착위치에 위치시키는 단계이다.
여기서, 센서부는 복수개의 센서가 배열된 리볼버센서인 것이 바람직하다.
그리고 리볼버소스는 복수개이며, 복수개의 리볼버소스에 구비된 복수개의 증발원 각각의 모두에 대하여 각각 대응되는 센서가 하나의 리볼버센서에 구비된 것이 바람직하다.
<<S120>>
B단계(S120)에서는 A단계(S110)에서 위치고정된 기판 상으로 복수개의 증발원 중 제1증발원을 증발위치(증착물질이 증발되는 증발활성화가 이루어지는 특정위치를 말한다)에 위치시키어서 증발활성화가 이루어지도록 한다.
여기서, 복수개의 센서 각각은 챔버 내의 증착환경에 노출되지 않도록 차단(또는 엄폐)되어 있다. 그리고 증발활성화되는 제1증발원으로부터 증발량을 센싱할 수 있도록 센싱위치에 위치된 제1센서만이 선택적으로 개방되어 증발량을 센싱한다.
그리하여 제1증발원에 대응되는 제1센서가 증발량을 센싱하는 센싱위치에서 증착물질에 대한 증발량을 센싱한다.
제1증발원으로부터 기판 상에 목표로 하는 증착두께가 얻어질 때까지 증착이 계속 이루어지며, 제1센서로 증발량을 센싱함으로써 증착두께를 파악해가며 증착한다.
<<S130>>
C단계(S130)는 B단계(S120)에서의 증발활성화가 이루어진 제1증발원을 증발위치로부터 이탈시키면서 순차적으로 다음 차례의 증착물질을 포함하는 제2증발원을 증발위치에 위치시키고, 상기 제2증발원에 대응되는 제2센서를 상기 센싱위치에 위치시키는 단계이다.
여기서 리볼버센서를 회전시킴으로써 제2센서를 센싱위치에 위치시키는 것이 바람직하다.
즉, 제1증발원을 이용하여 기판상에 증착물질을 목표로 하는 증착두께만큼 증착시킨 후 제1증발원의 증발활성화를 중단시킨다. 그리고 리볼버센서와 리볼버소스를 회전시킴으로써 제1증발원을 증발위치에서 이탈시키고, 제1센서를 센싱위치에서 이탈시킨다. 그리고 제2증발원을 증발위치에 위치시키고, 제2증발원의 증발량을 센싱할 제2센서를 센싱위치에 위치시킨다.
<<S140>>
D단계(S140)는 C단계(S130)에서 제2증발원에 포함된 증착물질을 기판에 증착시키면서 센싱위치에 위치된 제2센서로 증발량을 센싱하는 단계이다.
즉, 증발위치에 위치한 제2증발원에 대하여 증발활성화를 시킨다. 이 때 센싱위치에 위치한 제2센서로 제2증발원에서 증발되는 증발량을 센싱함으로써 기판상에 증착되는 증착두께를 파악한다. 이와 같이 하여 제2증발원에 포함된 증착물질을 기판상에 증착시킨다.
이상의 단계와 같은 방법을 제3증발원 및 제3센서, 제4증발원 및 제4센서에 대해 반복적으로 실시하는 형태도 가능하며, 하나의 챔버 내에서 다중층증착을 할 수도 있는 것이다.
그리고, 상기와 같은 방법을 행함에 있어서 다음과 같은 실시형태도 가능하다.
즉, 복수개의 센서들 중에는 제1증발원에 대응되는 제1센서가 복수개 포함될 수 있다. 그리고 B단계에서 제1증발원에 대응되는 복수개의 제1센서들 중 하나가 센싱위치에서 수명을 다할 경우, 제1증발원에 대응되는 복수개의 제1센서들 중 다른 하나가 센싱위치로 위치되어 제1증발원의 증발량을 센싱하는 형태도 가능하다. 즉, 수명을 다한 제1센서는 증착환경으로부터 차단되면서 다른 위치로 이동되며, 다른 제1센서가 센싱위치에 위치되면서 증착환경에 개방되는 것이다.
이와 같이 본 발명에 따른 증착장치 또는 증착방법은 하나의 챔버 내에서 다양한 종류의 증착물질을 기판 상에 증착시키어서 다중층을 생성시킬 수 있으므로 공정이 단순화되면서 증착공정에 소요되는 시간을 단축시키는 장점이 있다.
그리고 하나의 챔버 내에서 다양한 종류의 증착물질을 증착시킬 수 있으므로, 제조공정시 필요한 챔버의 개수가 감소되므로 챔버 설치공간 및 설치비용 등을 절감시킬 수 있는 장점 또한 있다.
이상에서 설명된 바와 같이, 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시 예들에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시 예들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 들어 설명하였을 뿐이기 때문에, 본 발명이 상기의 실시 예에만 국한되는 것으로 이해되어져서는 아니되며, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위 및 그 등가개념으로 이해되어져야 할 것이다.
100 : 리볼버소스
111,121,131,141,151,161 :증발원
A1, A4 : 증발위치
200 : 리볼버센서
211,221,231,241,251,261 : 센서
S1, S2 :센싱위치

Claims (11)

  1. 기판에 증착물질이증착되는 공간을 제공하는 챔버;
    상기 챔버 내에 위치한 상기 기판의 표면에 상기 증착물질을증착시키기 위하여 상기증착물질을 증발(vaporization)시키는 증발원;
    각기 다른 종류의 증착물질을 포함하고 있는 복수개의 상기 증발원을 구비하며, 복수개의 상기 증발원 중 일부를 선택적으로 증발위치-상기 증착물질이 증발되는 증발활성화가 이루어지는 특정위치를 말한다-에 위치시켜주는 리볼버소스(revolver source); 및
    복수개의 상기 증발원 각각에 대응하여 상기 증발물질의 증발량을 센싱하는 복수개의 센서들을 구비하고 있는 센서부; 를 포함하되,
    상기 리볼버소스에 구비된 복수개의 상기 증발원 중 어느 하나가 상기 증발위치에 위치할 때, 상기 증발위치에 위치하는 상기 증발원에 대응되는 상기 센서부의 센서가 상기 증발원으로부터 증발되는 증발량을 센싱하며,
    상기 센서부는 복수개의 상기 센서가 배열된 리볼버센서로서,
    상기 증발위치에서 증발활성화되는 상기 증발원으로부터 증발량을 센싱하기 위하여 상기 증발위치에 위치하는 상기 증발원에 대응되는 상기의 센서를 센싱위치-상기 증발량을 센싱하기 위한 특정위치를 말한다-에 위치하도록 회전시키며,
    상기 리볼버소스는 복수개이고,
    복수개의 상기 리볼버소스에 구비된 복수개의 증발원 모두에 대하여 각각 대응되는 센서가 하나의 상기 리볼버센서에 구비되고,
    복수개의 상기 센서 각각은 상기 챔버 내의 증착환경에 노출되지 않도록 차단되어 있되, 상기 증발활성화되는 상기 증발원으로부터 증발량을 센싱할 수 있도록 상기 증발원에 대응되며 상기 센싱위치에 위치된 상기 센서만이 선택적으로 개방되며,
    상기 증발위치에 위치하는 상기 증발원에 대응되는 상기 센서가 상기 센싱위치에 위치하도록 상기 리볼버센서가 회전하는 정도를 제어하는 제어부; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중층증착장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    복수개의 상기 센서들 중에는 상기 증발원 중 하나에 대응되는 센서가 복수개 포함되며,
    상기 증발원 중 하나에 대응되는 상기 복수개의 센서들 중 하나가 상기 센싱위치에서 수명을 다할 경우, 상기 증발원 중 하나에 대응되는 상기 복수개의 센서들 중 다른 하나가 상기 센싱위치로 위치되어 상기 증발원의 증발량을 센싱하는 것을 특징으로 하는 다중층증착장치.
  6. 삭제
  7. 다중층을 기판에 증착시키기 위하여, 리볼버소스에 마련된 복수개의 증발원에 각기 다른 종류의 증착물질이 마련되어 있고, 상기 복수개의 증발원 각각에 대응되는 복수개의 센서가 마련된 센서부 및 상기 리볼버소스가 구비되어 있는 하나의 챔버 내에 기판을 증착위치에 위치시키는 A단계;
    상기 A단계에서 위치 고정된 기판으로 복수개의 상기 증발원 중 제1증발원을 증발위치-상기 증착물질이 증발되는 증발활성화가 이루어지는 특정위치를 말한다-에 위치시키어서 상기 증발활성화가 이루어지되, 제1증발원에 대응되는 제1센서가 증발량을 센싱하는센싱위치에서 상기 증착물질에 대한 증발량을 센싱하는 B단계;
    상기 B단계에서의 상기 증발활성화가 이루어진 상기 제1증발원을 상기 증발위치로부터 이탈시키면서 순차적으로 다음 차례의 증착물질을 포함하는 제2증발원을 상기 증발위치에 위치시키고, 상기 제2증발원에 대응되는 제2센서를 상기 센싱위치에 위치시키는 C단계; 및
    상기 C단계에서 상기 제2증발원에 포함된 증착물질을 상기 기판에 증착시키면서 상기 센싱위치에 위치된 제2센서로 증발량을 센싱하는 D단계; 를 포함하고,
    상기 센서부는 복수개의 상기 센서가 배열된 리볼버센서이고,
    상기 C단계에서, 상기 리볼버센서를 회전시킴으로써 상기 제2센서를 상기 센싱위치에 위치시키며,
    상기 리볼버소스는 복수개이며, 복수개의 상기 리볼버소스에 구비된 증발원 모두에 대하여 각각 대응되는 센서가 하나의 상기 리볼버센서에 구비되고,
    복수개의 상기 센서 각각은 상기 챔버 내의 증착환경에 노출되지 않도록 차단되어 있되,
    상기 증발활성화되는 상기 증발원으로부터 증발량을 센싱할 수 있도록 상기 증발원에 대응되며 상기 센싱위치에 위치된 상기 센서만이 선택적으로 개방되는 것을 특징으로 하는 다중층증착방법.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제 7항에 있어서,
    복수개의 상기 센서들 중에는 상기 제1증발원에 대응되는 제1센서가 복수개 포함되며,
    상기 B단계에서 상기 제1증발원에 대응되는 상기 복수개의 제1센서들 중 하나가 상기 센싱위치에서 수명을 다할 경우, 상기 제1증발원에 대응되는 상기 복수개의 제1센서들 중 다른 하나가 상기 센싱위치로 위치되어 상기 제1증발원의 증발량을 센싱하는 것을 특징으로 하는 다중층증착방법.
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