KR102217755B1 - Depostion method and device for thin film layer - Google Patents

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Abstract

박막 증착 장치는 증착원, 결정 센서, 보정부, 및 증착 속도 제어부를 포함한다. 증착원은 기판을 향해 박막 구성 물질을 증발 확산시킨다. 결정 센서는 박막 구성 물질의 확산 경로에 위치한다. 보정부는 2차 이상의 다항식으로 이루어진 증착 두께 변화식을 저장하고, 특정 사이클의 시작 시점에서 측정된 결정 센서의 공진 주파수로부터 증착 두께 감소율과 증착 두께 보정값을 산출한다. 증착 속도 제어부는 보정부로부터 입력받은 증착 두께 보정값에 따라 증착원을 제어하여 박막 구성 물질의 증발량을 조절한다.The thin film deposition apparatus includes a deposition source, a crystal sensor, a correction unit, and a deposition rate control unit. The evaporation source evaporates and diffuses the thin film constituent material toward the substrate. The crystal sensor is located in the diffusion path of the thin film material. The correction unit stores a deposition thickness variation equation composed of a polynomial of a second or higher order, and calculates a deposition thickness reduction rate and a deposition thickness correction value from the resonance frequency of the crystal sensor measured at the start of a specific cycle. The deposition rate control unit controls the evaporation source according to the deposition thickness correction value input from the correction unit to control the evaporation amount of the thin film constituent material.

Description

박막 증착 방법 및 장치 {DEPOSTION METHOD AND DEVICE FOR THIN FILM LAYER}Thin film deposition method and apparatus {DEPOSTION METHOD AND DEVICE FOR THIN FILM LAYER}

본 발명은 박막 증착 방법 및 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 결정 센서를 이용하여 증착 두께를 조절하는 박막 증착 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a thin film deposition method and apparatus, and more particularly, to a thin film deposition method and apparatus for controlling the deposition thickness using a crystal sensor.

박막 증착 공정은 디스플레이, 반도체, 태양전지 등 각종 소자를 제조하는데 사용되는 핵심 공정이다. 예를 들어, 유기발광 디스플레이(OLED)를 구성하는 유기발광 소자는 애노드 전극, 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층, 전자 주입층, 및 캐소드 전극의 적층으로 이루어지며, 애노드 전극과 캐소드 전극을 제외한 나머지 층들은 유기막으로서 주로 진공 열증착법으로 형성된다.The thin film deposition process is a core process used to manufacture various devices such as displays, semiconductors, and solar cells. For example, an organic light-emitting device constituting an organic light-emitting display (OLED) is composed of a stack of an anode electrode, a hole injection layer, a hole transport layer, a light-emitting layer, an electron transport layer, an electron injection layer, and a cathode electrode, and an anode electrode and a cathode electrode. The remaining layers except for are organic films and are mainly formed by vacuum thermal evaporation.

박막, 예를 들어 유기막을 형성하기 위한 진공 열증착 공정은 챔버 내부에 기판과 증착원을 서로 마주하도록 배치하고, 챔버 내부를 진공으로 배기시키며, 증착원으로부터 유기물을 증발 및 확산시켜 기판 위에 증착하는 과정으로 이루어진다. 증착원은 유기물을 담는 도가니와, 도가니를 가열하는 히터로 구성될 수 있다.In the vacuum thermal evaporation process for forming a thin film, for example, an organic film, a substrate and an evaporation source are placed in a chamber to face each other, the chamber is evacuated by vacuum, and organic matter is evaporated and diffused from the evaporation source to deposit on the substrate. It consists of a process. The evaporation source may include a crucible containing an organic material and a heater that heats the crucible.

그리고 유기물의 확산 경로에 수정(quartz) 등의 압전성 결정으로 이루어진 결정 센서가 위치한다. 압전성 결정은 일정 주파수의 전압이 인가되면 고유 진동수로 공진하며, 표면에 유기물이 쌓일수록 질량 증가에 비례하여 공진 주파수가 낮아진다. 이러한 공진 주파수의 변화로부터 박막의 증착 두께를 산출할 수 있다.In addition, a crystal sensor made of a piezoelectric crystal such as quartz is positioned in the diffusion path of the organic material. The piezoelectric crystal resonates at a natural frequency when a voltage of a certain frequency is applied, and the resonant frequency decreases in proportion to an increase in mass as organic matter accumulates on the surface. From this change in the resonance frequency, the deposition thickness of the thin film can be calculated.

결정 센서는 진공 챔버에 한번 장착되면 수십 회 반복 사용되는데, 사용 수명이 늘어날수록 결정 센서로부터 산출된 박막의 두께와 실제 기판에 증착된 박막의 두께에 차이가 발생한다. 즉 사용 수명이 늘어남에 따라 정밀도가 저하되어 원하는 박막 두께를 구현하기 어려워진다.Once mounted in a vacuum chamber, the crystal sensor is repeatedly used dozens of times. As the service life increases, a difference occurs between the thickness of the thin film calculated from the crystal sensor and the thickness of the thin film deposited on the actual substrate. That is, as the service life increases, the precision decreases, making it difficult to implement the desired thin film thickness.

본 발명은 결정 센서를 이용하는 박막 증착 방법 및 장치에 있어서, 결정 센서의 공진 주파수로부터 박막의 증착 두께를 산출할 때 보정 기술을 적용하여 사용 수명이 증가하여도 정밀도를 유지할 수 있고, 그 결과 원하는 두께의 박막을 정확하게 증착할 수 있는 박막 증착 방법 및 장치를 제공하고자 한다.In the present invention, in a thin film deposition method and apparatus using a crystal sensor, precision can be maintained even when the service life is increased by applying a correction technique when calculating the deposition thickness of a thin film from the resonance frequency of the crystal sensor. To provide a thin film deposition method and apparatus capable of accurately depositing a thin film of.

본 발명의 일 실시예에 따른 박막 증착 방법은 제1 증착 단계와 변화식 도출 단계 및 제2 증착 단계를 포함한다. 제1 증착 단계는 증착원으로부터 박막 구성 물질을 증발시켜 기판 위에 박막을 증착하되 기판을 교체하며 복수의 사이클로 증착 공정을 연속 수행하는 과정을 포함한다. 변화식 도출 단계는 복수의 사이클 각각의 시작 시점에서 결정 센서의 공진 주파수와, 복수의 사이클 각각에서 기판에 증착된 박막의 두께 실측치를 구하고, 공진 주파수와 두께 실측치의 상관 관계로부터 2차 이상의 다항식으로 이루어진 증착 두께 변화식을 도출하는 과정을 포함한다. 제2 증착 단계는 복수의 사이클로 증착 공정을 연속 수행하되 증착 두께 변화식을 이용하여 특정 사이클의 시작 시점에서 측정된 결정 센서의 공진 주파수로부터 증착 두께 감소율과 증착 두께 보정값을 산출하고, 증착 두께 보정값에 따라 박막 구성 물질의 증발량을 제어하는 과정을 포함한다.A method of depositing a thin film according to an embodiment of the present invention includes a first deposition step, a variation expression derivation step, and a second deposition step. The first deposition step includes a process of evaporating a thin film constituent material from a deposition source to deposit a thin film on a substrate, replacing the substrate, and continuously performing a deposition process in a plurality of cycles. In the step of deriving the change equation, the resonance frequency of the crystal sensor at the start of each of the plurality of cycles and the measured thickness of the thin film deposited on the substrate in each of the plurality of cycles are obtained, and from the correlation between the resonance frequency and the measured thickness, a polynomial of 2 or more orders is obtained. It includes the process of deriving the formed deposition thickness change equation. In the second deposition step, the deposition process is continuously performed in a plurality of cycles, but the deposition thickness reduction rate and deposition thickness correction value are calculated from the resonance frequency of the crystal sensor measured at the start of a specific cycle using the deposition thickness change equation, and the deposition thickness is corrected. It includes the process of controlling the evaporation amount of the thin film constituent material according to the value.

변화식 도출 단계에서, 공진 주파수와 두께 실측치가 (x, y) 데이터를 구성할 수 있고, 복수의 사이클에 해당하는 복수의 (x, y) 데이터로부터 다항식 회귀분석법에 의해 증착 두께 변화식을 도출할 수 있다.In the step of deriving the variation equation, the measured resonance frequency and thickness can constitute (x, y) data, and the deposition thickness variation equation is derived from a plurality of (x, y) data corresponding to a plurality of cycles by polynomial regression analysis. can do.

제2 증착 단계에서, 특정 사이클의 공진 주파수를 현재 주파수(x)라 할 때, 증착 두께 변화식으로부터 현재 주파수(x)에 대응하는 증착 두께(y)를 구할 수 있고, 하기 수식을 이용하여 증착 두께 감소율(A)을 산출할 수 있다.In the second deposition step, when the resonance frequency of a specific cycle is the current frequency (x), the deposition thickness (y) corresponding to the current frequency (x) can be obtained from the deposition thickness change equation, and deposition using the following equation The thickness reduction rate (A) can be calculated.

A = (y0-y)/y0 = Δy/y0 A = (y 0 -y)/y 0 = Δy/y 0

여기서, y0는 복수의 사이클 중 최초 사이클에서 기판에 증착된 박막의 두께 실측치를 나타낸다.Here, y 0 represents the measured thickness of the thin film deposited on the substrate in the first cycle among the plurality of cycles.

다른 한편으로, 변화식 도출 단계에서, 공진 주파수와 두께 실측치가 (x, y) 데이터를 구성할 수 있고, 복수의 사이클에 해당하는 복수의 (x, y) 데이터로부터 다항식 회귀분석법에 의해 증착 두께 변화식을 도출하되 최대 y값을 1로 정규화하여 증착 두께 변화식을 도출할 수 있다.On the other hand, in the step of deriving the change equation, the resonance frequency and the measured thickness can constitute (x, y) data, and the deposition thickness by polynomial regression analysis from a plurality of (x, y) data corresponding to a plurality of cycles. A change equation can be derived, but by normalizing the maximum y value to 1, the deposition thickness variation equation can be derived.

제2 증착 단계에서, 특정 사이클의 공진 주파수를 현재 주파수(x)라 할 때, 증착 두께 변화식으로부터 현재 주파수(x)에 대응하는 증착 두께 감소율(y)을 산출할 수 있다.In the second deposition step, when the resonance frequency of a specific cycle is the current frequency (x), the deposition thickness reduction rate (y) corresponding to the current frequency (x) may be calculated from the deposition thickness change equation.

증착 두께 보정값은 특정 사이클에서 산출된 증착 두께 감소율만큼 박막 구성 물질의 증발량을 늘리는 보정값일 수 있다. 증착원은 증착 속도 제어부에 의해 제어될 수 있고, 증착 속도 제어부는 증착 두께 보정값에 따라 박막 구성 물질의 증발량을 증가시킬 수 있다.The deposition thickness correction value may be a correction value that increases the evaporation amount of the thin film constituent material by the deposition thickness reduction rate calculated in a specific cycle. The deposition source may be controlled by the deposition rate controller, and the deposition rate controller may increase the evaporation amount of the thin film constituent material according to the deposition thickness correction value.

본 발명의 일 실시예에 따른 박막 증착 장치는 증착원, 결정 센서, 보정부, 및 증착 속도 제어부를 포함한다. 증착원은 기판을 향해 박막 구성 물질을 증발 확산시킨다. 결정 센서는 박막 구성 물질의 확산 경로에 위치한다. 보정부는 2차 이상의 다항식으로 이루어진 증착 두께 변화식을 저장하고, 특정 사이클의 시작 시점에서 측정된 결정 센서의 공진 주파수로부터 증착 두께 감소율과 증착 두께 보정값을 산출한다. 증착 속도 제어부는 보정부로부터 입력받은 증착 두께 보정값에 따라 증착원을 제어하여 박막 구성 물질의 증발량을 조절한다.A thin film deposition apparatus according to an embodiment of the present invention includes a deposition source, a crystal sensor, a correction unit, and a deposition rate control unit. The evaporation source evaporates and diffuses the thin film constituent material toward the substrate. The crystal sensor is located in the diffusion path of the thin film material. The correction unit stores a deposition thickness variation equation composed of a polynomial of a second or higher order, and calculates a deposition thickness reduction rate and a deposition thickness correction value from the resonance frequency of the crystal sensor measured at the start of a specific cycle. The deposition rate control unit controls the deposition source according to the deposition thickness correction value input from the correction unit to control the evaporation amount of the thin film constituent material.

복수의 사이클로 증착 공정을 연속 수행하면서 복수의 사이클 각각의 시작 시점에서 결정 센서의 공진 주파수 및 복수의 사이클 각각에서 기판에 증착된 박막의 두께 실측치가 구해질 수 있고, 공진 주파수와 두께 실측치가 (x, y) 데이터를 구성할 때, 증착 두께 변화식은 복수의 사이클에 해당하는 복수의 (x, y) 데이터로부터 다항식 회귀분석법에 의해 도출될 수 있다.While continuously performing the deposition process in a plurality of cycles, the resonance frequency of the crystal sensor at the start of each of the plurality of cycles and the measured thickness of the thin film deposited on the substrate in each of the plurality of cycles can be obtained, and the measured resonance frequency and thickness are (x , y) When configuring the data, the deposition thickness variation equation may be derived from a plurality of (x, y) data corresponding to a plurality of cycles by a polynomial regression method.

보정부는 특정 사이클의 시작 시점에서 측정된 결정 센서의 공진 주파수를 현재 주파수(x)라 할 때, 증착 두께 변화식으로부터 현재 주파수(x)에 대응하는 증착 두께(y)를 구할 수 있고, 하기 수식을 이용하여 증착 두께 감소율(A)을 산출할 수 있다.When the resonance frequency of the crystal sensor measured at the start of a specific cycle is the current frequency (x), the deposition thickness (y) corresponding to the current frequency (x) can be obtained from the deposition thickness change equation, and the following formula The deposition thickness reduction rate (A) can be calculated using.

A = (y0-y)/y0 = Δy/y0 A = (y 0 -y)/y 0 = Δy/y 0

여기서, y0는 복수의 사이클 중 최초 사이클에서 기판에 증착된 박막의 두께 실측치를 나타낸다.Here, y 0 represents the measured thickness of the thin film deposited on the substrate in the first cycle among the plurality of cycles.

다른 한편으로, 복수의 사이클로 증착 공정을 연속 수행하면서 복수의 사이클 각각의 시작 시점에서 결정 센서의 공진 주파수 및 복수의 사이클 각각에서 기판에 증착된 박막의 두께 실측치가 구해질 수 있고, 공진 주파수와 두께 실측치가 (x, y) 데이터를 구성할 때, 증착 두께 변화식은 복수의 사이클에 해당하는 복수의 (x, y) 데이터로부터 다항식 회귀분석법에 의해 최대 y값을 1로 정규화하는 과정을 거쳐 도출될 수 있다.On the other hand, while continuously performing the deposition process in a plurality of cycles, the resonance frequency of the crystal sensor at the start of each of the plurality of cycles and the measured thickness of the thin film deposited on the substrate in each of the plurality of cycles can be obtained, and the resonance frequency and thickness When the measured values constitute (x, y) data, the deposition thickness change equation is derived from a plurality of (x, y) data corresponding to a plurality of cycles through the process of normalizing the maximum y value to 1 by polynomial regression analysis. I can.

보정부는 특정 사이클의 시작 시점에서 측정된 결정 센서의 공진 주파수를 현재 주파수(x)라 할 때, 증착 두께 변화식으로부터 현재 주파수(x)에 대응하는 증착 두께 감소율(y)을 산출할 수 있다.When the resonance frequency of the crystal sensor measured at the start of a specific cycle is the current frequency (x), the correction unit may calculate the deposition thickness reduction rate (y) corresponding to the current frequency (x) from the deposition thickness change equation.

보정부는 특정 사이클에서 산출된 증착 두께 감소율만큼 박막 구성 물질의 증발량을 늘리는 증착 두께 보정값을 산출할 수 있다. 증착 속도 제어부는 보정부로부터 입력받은 증착 두께 보정값에 따라 증착원을 제어하여 박막 구성 물질의 증발량을 증가시킬 수 있다.The correction unit may calculate a deposition thickness correction value that increases the evaporation amount of the thin film constituent material by the deposition thickness reduction rate calculated in a specific cycle. The deposition rate control unit may increase the evaporation amount of the thin film constituent material by controlling the deposition source according to the deposition thickness correction value input from the correction unit.

본 발명에 따르면, 결정 센서의 사용 수명이 증가하여도 보정 기술을 이용하여 정밀도를 유지할 수 있고, 사이클 횟수에 관계없이 원하는 두께의 박막을 정확하게 증착할 수 있다.According to the present invention, even if the service life of the crystal sensor is increased, precision can be maintained using a correction technique, and a thin film having a desired thickness can be accurately deposited regardless of the number of cycles.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 증착 방법을 나타낸 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 증착 장치를 도시한 구성도이다.
도 3은 도 1에 도시한 제2 단계의 증착 두께 변화식의 도출 과정을 설명하기 위한 그래프이다.
도 4는 도 1에 도시한 제3 단계의 증착 두께 보정값 산출 과정을 설명하기 위한 그래프이다.
도 5는 제3 단계의 보정을 적용하여 증착된 박막의 실제 증착 두께를 나타낸 그래프이다.
1 is a flow chart showing a thin film deposition method according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram showing a thin film deposition apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a graph for explaining a process of deriving a deposition thickness change equation in a second step shown in FIG. 1.
FIG. 4 is a graph illustrating a process of calculating a correction value for a deposition thickness in a third step shown in FIG. 1.
5 is a graph showing the actual deposition thickness of a thin film deposited by applying the correction of the third step.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those of ordinary skill in the art may easily implement the present invention. The present invention may be implemented in various different forms and is not limited to the embodiments described herein.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 증착 방법을 나타낸 순서도이다.1 is a flow chart showing a thin film deposition method according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참고하면, 박막 증착 방법은 복수의 사이클로 증착 공정을 연속 수행하는 제1 단계(S10)와, 결정 센서의 진동 주파수에 대한 박막의 실제 증착 두께의 상관 관계로부터 2차 이상의 다항식으로 이루어진 증착 두께 변화식을 도출하는 제2 단계(S20)와, 증착 두께 변화식으로부터 증착 두께 보정값을 산출하여 증발량을 제어하는 제3 단계(S30)를 포함한다.Referring to FIG. 1, the thin film deposition method includes a first step (S10) of continuously performing a deposition process in a plurality of cycles, and a deposition consisting of a polynomial of a second or higher order from the correlation of the actual deposition thickness of the thin film to the vibration frequency of the crystal sensor. A second step (S20) of deriving a thickness change equation, and a third step (S30) of controlling an evaporation amount by calculating a deposition thickness correction value from the deposition thickness change equation.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 증착 장치를 도시한 구성도이다.2 is a block diagram showing a thin film deposition apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참고하면, 박막 증착 장치(100)는 내부 공간에 기판(10)을 수용하는 챔버(20)와, 챔버(20) 내부에 설치된 증착원(30) 및 결정 센서(40)를 포함한다. 챔버(20)는 진공 펌프(도시하지 않음)에 의해 배기되어 진공을 유지한다.Referring to FIG. 2, the thin film deposition apparatus 100 includes a chamber 20 accommodating a substrate 10 in an internal space, a deposition source 30 installed inside the chamber 20, and a crystal sensor 40. . The chamber 20 is evacuated by a vacuum pump (not shown) to maintain a vacuum.

기판(10)은 유기발광 디스플레이의 기판일 수 있으며, 단단한 유리 기판 또는 휘어지는 플라스틱 필름으로 구성될 수 있다. 기판(10)은 정전 척 또는 진공 척 등의 지지대(21)에 고정되고, 증착면이 아래를 향하도록 배치된다. 기판(10)의 증착면 아래에는 증착 영역을 정의하는 패턴 마스크(22)가 위치할 수 있다.The substrate 10 may be a substrate of an organic light emitting display, and may be formed of a rigid glass substrate or a flexible plastic film. The substrate 10 is fixed to a support 21 such as an electrostatic chuck or a vacuum chuck, and is disposed so that the evaporation surface faces downward. A pattern mask 22 defining a deposition area may be positioned under the deposition surface of the substrate 10.

증착원(30)은 박막 구성 물질, 예를 들어 유기물을 담는 도가니(31)와, 도가니(31)를 가열하는 히터(32)를 포함한다. 히터(32)에 의해 도가니(31)의 온도가 유기물의 증발 온도에 도달하면, 유기물이 도가니(31)로부터 증발 확산되어 기판(10)에 증착된다.The evaporation source 30 includes a crucible 31 containing a thin film constituent material, for example, an organic material, and a heater 32 that heats the crucible 31. When the temperature of the crucible 31 by the heater 32 reaches the evaporation temperature of the organic material, the organic material is evaporated and diffused from the crucible 31 and deposited on the substrate 10.

결정 센서(40)는 수정 등으로 이루어진 압전성 결정(41)과, 압전성 결정(41)의 진동 주파수를 전기 신호로 변환하여 출력하는 오실레이터(oscillator)(42)로 구성될 수 있다. 압전성 결정(41)은 유기물의 확산 경로에 위치하며, 박막 증착 중에 압전성 결정(41) 위로 유기물이 증착된다.The crystal sensor 40 may include a piezoelectric crystal 41 made of crystal or the like, and an oscillator 42 that converts the vibration frequency of the piezoelectric crystal 41 into an electric signal and outputs an electric signal. The piezoelectric crystal 41 is located in the diffusion path of the organic material, and the organic material is deposited on the piezoelectric crystal 41 during thin film deposition.

압전성 결정(41)은 전극(도시하지 않음)에 의해 일정 주파수의 전압을 인가받아 고유 진동수로 공진하는데, 표면에 쌓인 유기물의 두께에 비례하여 공진 주파수가 낮아진다. 결정 센서(40)는 일종의 질량 센서로서 공진 주파수의 변화로부터 박막의 증착 두께를 산출한다.The piezoelectric crystal 41 resonates at a natural frequency by receiving a voltage of a certain frequency by an electrode (not shown), and the resonance frequency decreases in proportion to the thickness of the organic material accumulated on the surface. The crystal sensor 40 is a type of mass sensor and calculates the deposition thickness of the thin film from the change of the resonance frequency.

챔버(20)가 한번 진공으로 배기되면 기판(10)과 증착원(30)을 교체하면서 박막 증착이 복수의 사이클로 연속 수행된다. 1 사이클은 한 개 박막에 대한 증착 공정을 의미한다. 결정 센서(40)는 복수의 사이클이 진행되는 동안 연속으로 사용되므로 이전 사이클에서 증착된 유기물이 압전성 결정(41) 위에 지속적으로 누적된다. 따라서 사이클 횟수가 증가할수록 결정 센서(40)의 정밀도가 저하된다.Once the chamber 20 is evacuated to a vacuum, thin film deposition is continuously performed in a plurality of cycles while replacing the substrate 10 and the deposition source 30. One cycle refers to the deposition process for one thin film. Since the crystal sensor 40 is continuously used during a plurality of cycles, an organic material deposited in the previous cycle is continuously accumulated on the piezoelectric crystal 41. Therefore, as the number of cycles increases, the precision of the determination sensor 40 decreases.

도 3은 도 1에 도시한 제2 단계의 증착 두께 변화식의 도출 과정을 설명하기 위한 그래프이다. 도 3을 참고하면, 그래프의 가로축(x)은 결정 센서의 공진 주파수이고, 세로축(y)은 기판에 증착된 박막의 실제 두께이다.FIG. 3 is a graph for explaining a process of deriving a deposition thickness change equation in a second step shown in FIG. 1. Referring to FIG. 3, the horizontal axis (x) of the graph is the resonance frequency of the crystal sensor, and the vertical axis (y) is the actual thickness of the thin film deposited on the substrate.

도 2와 도 3을 참고하면, 제2 단계(S20)는 각 사이클의 시작 시점에서 측정된 결정 센서(40)의 공진 주파수에 대한 실제 기판(10)에 증착된 박막의 두께 실측치를 구하고, 공진 주파수와 두께 실측치의 상관 관계로부터 2차 이상의 다항식으로 이루어진 증착 두께 변화식을 도출하는 과정으로 이루어진다.2 and 3, in the second step (S20), the measured thickness of the thin film deposited on the actual substrate 10 is calculated for the resonance frequency of the crystal sensor 40 measured at the start of each cycle, and the resonance It consists of a process of deriving a deposition thickness change equation composed of a polynomial of a second or higher order from the correlation between the frequency and the measured thickness.

구체적으로, 각 사이클의 시작 시점에서 결정 센서(40)의 공진 주파수를 측정하고, 각 사이클마다 실제 기판(10)에 증착된 박막의 두께를 실측하였으며, 그 결과를 그래프에서 복수의 점으로 나타내었다.Specifically, the resonant frequency of the crystal sensor 40 was measured at the start of each cycle, and the thickness of the thin film deposited on the actual substrate 10 was measured for each cycle, and the result is shown as a plurality of points in the graph. .

즉, 그래프에 표시된 복수의 점 각각의 x 좌표는 각 사이클의 시작 시점에서 측정된 결정 센서(40)의 공진 주파수이고, y 좌표는 각 사이클에서 실제 기판(10)에 증착된 박막의 두께 실측치를 나타낸다.That is, the x-coordinate of each of the plurality of points displayed in the graph is the resonance frequency of the crystal sensor 40 measured at the start of each cycle, and the y-coordinate is the actual thickness measurement value of the thin film deposited on the substrate 10 in each cycle. Show.

압전성 결정(41)의 표면에는 이전 사이클에서 증착된 유기물이 지속적으로 누적되므로, 복수의 사이클 각각의 시작 시점에서 측정된 결정 센서(40)의 공진 주파수는 사이클 횟수가 늘어날수록 작아진다. 그리고 사이클 횟수가 늘어날수록 결정 센서(40)의 정밀도 저하로 인해 실제 기판(10)에 증착되는 박막의 두께도 작아진다.Since the organic matter deposited in the previous cycle is continuously accumulated on the surface of the piezoelectric crystal 41, the resonance frequency of the crystal sensor 40 measured at the start of each of the plurality of cycles decreases as the number of cycles increases. In addition, as the number of cycles increases, the thickness of the thin film deposited on the actual substrate 10 decreases due to a decrease in precision of the crystal sensor 40.

전술한 실측 데이터로부터 공지의 다항식 회귀분석법(Polynomial Regression)을 이용하여 2차 이상의 다항식 함수로 이루어진 증착 두께 변화식을 도출한다. 다항식 회귀분석법은 (x1, y1), (x2, y2), (x3, y3) ... (xn, yn)으로 이루어진 n개의 데이터를 가장 잘 표현하는 다항식을 구하는 공지의 수치해석 방법이다.From the above-described measured data, a deposition thickness variation equation consisting of a polynomial function of a second order or higher is derived using a known polynomial regression method. The polynomial regression method is a known numerical analysis method that obtains a polynomial that best represents n data consisting of (x1, y1), (x2, y2), (x3, y3) ... (xn, yn).

예를 들어, 제2 단계(S20)에서 도출된 증착 두께 변화식은 하기 수학식 1의 2차 함수로 표현될 수 있다. 수학식 1에 표시한 2차 함수는 하나의 예시일 뿐 증착 두께 변화식은 주어진 실측 데이터에 따라 다양한 형태로 도출될 수 있다.For example, the deposition thickness change equation derived in the second step S20 may be expressed as a quadratic function of Equation 1 below. The quadratic function shown in Equation 1 is only an example, and the deposition thickness variation equation can be derived in various forms according to given measured data.

[수학식 1][Equation 1]

y = -9×10-9 x2 + 1.1033×10-1 x - 329496y = -9×10 -9 x 2 + 1.1033×10 -1 x-329496

도 3의 그래프는 박막의 목표 두께가 1,000Å으로 설정된 경우의 실측치이며, 박막의 목표 두께가 다른 수치로 변경되어도 실질적으로 동일한 증착 두께 변화식이 도출된다.The graph of FIG. 3 is an actual measurement value when the target thickness of the thin film is set to 1,000 Å, and even if the target thickness of the thin film is changed to another value, a substantially the same deposition thickness change equation is derived.

예를 들어, 박막의 목표 두께가 500Å으로 설정된 경우, 1 사이클에 걸리는 시간이 1,000Å 경우 대비 절반으로 단축되므로, 도 3에 도시한 결과보다 2배 많은 실측치를 얻을 수 있다. 반면, 박막의 목표 두께가 2,000Å으로 설정된 경우, 1 사이클에 걸리는 시간이 1,000Å 대비 2배로 늘어나므로, 도 3에 도시한 결과보다 2배 적은 실측치를 얻을 수 있다.For example, when the target thickness of the thin film is set to 500 Å, since the time taken for one cycle is reduced by half compared to the case of 1,000 Å, it is possible to obtain two times more measured values than the result shown in FIG. 3. On the other hand, when the target thickness of the thin film is set to 2,000 Å, the time taken for one cycle is doubled compared to 1,000 Å, and thus an actual measured value that is twice less than the result shown in FIG. 3 can be obtained.

이와 같이 박막의 목표 두께에 따라 데이터의 개수에 차이가 있을 뿐 데이터의 경향은 동일하므로 목표 두께와 관계없이 실질적으로 동일한 증착 두께 변화식을 도출할 수 있다.As described above, since there is a difference in the number of data depending on the target thickness of the thin film, but the trend of the data is the same, it is possible to derive a substantially identical deposition thickness change equation regardless of the target thickness.

도 4는 도 1에 도시한 제3 단계의 증착 두께 보정값 산출 과정을 설명하기 위한 그래프이다. 도 4의 그래프는 제2 단계에서 도출된 증착 두께 변화식과 동일하다.FIG. 4 is a graph illustrating a process of calculating a correction value for a deposition thickness in a third step shown in FIG. 1. The graph of FIG. 4 is the same as the deposition thickness change equation derived in the second step.

도 2와 도 4를 참고하면, 제3 단계(S30)는 증착 두께 변화식을 이용하여 특정 사이클의 시작 시점에서 측정된 결정 센서(40)의 공진 주파수로부터 증착 두께 변화량과 증착 두께 보정값을 산출하고, 증착 두께 보정값을 해당 사이클의 공정에 반영하여 박막을 증착하는 것으로 이루어진다.2 and 4, the third step (S30) calculates a deposition thickness change amount and a deposition thickness correction value from the resonance frequency of the crystal sensor 40 measured at the start of a specific cycle using the deposition thickness change equation. And, it consists of depositing a thin film by reflecting the deposition thickness correction value to the process of the cycle.

제1 단계(S10)와 제2 단계(S20)는 증착 두께 변화식을 구하기 위한 예비 공정일 수 있고, 제3 단계(S30)는 증착 두께 보정값을 반영하여 박막을 증착하는 본 공정일 수 있다. 즉, 제3 단계(S30)는 제1 단계(S10)와 동일한 과정으로 박막 증착을 연속 수행하되 증착 두께 변화식으로부터 얻은 증착 두께 보정값을 이용하여 박막을 증착하는 과정이다.The first step (S10) and the second step (S20) may be a preliminary process for obtaining a deposition thickness change equation, and the third step (S30) may be a main process of depositing a thin film by reflecting a deposition thickness correction value. . That is, the third step (S30) is a process of continuously performing thin film deposition in the same process as the first step (S10), but depositing a thin film using a deposition thickness correction value obtained from the deposition thickness change equation.

제3 단계(S30)에서, 복수의 사이클로 박막 증착을 연속 수행하면서 특정 사이클의 시작 시점에서 결정 센서(40)의 공진 주파수를 측정하고, 이 값을 x라 한다. 그러면 최초 사이클의 시작 시점에서 측정된 결정 센서(40)의 공진 주파수(x0)에 대한 차이를 알 수 있다. 이 차이를 도 4에서 Δx로 표시하였다.In the third step (S30), while continuously performing thin film deposition in a plurality of cycles, the resonance frequency of the crystal sensor 40 is measured at the start of a specific cycle, and this value is denoted by x. Then, the difference with respect to the resonance frequency (x 0 ) of the determination sensor 40 measured at the start of the first cycle can be known. This difference is indicated by Δx in FIG. 4.

제2 단계(S20)에서 도출된 증착 두께 변화식에 x를 대입하면 현재 주파수(x)에 대응하는 증착 두께(y)를 알 수 있고, 목표 두께에 가장 가까운 최초 사이클의 증착 두께(y0)에 대한 차이를 알 수 있다. 이 차이를 도 4에서 Δy로 표시하였다. 증착 두께 감소율은 Δy를 y0로 나눈 값이며, 증착 두께 감소율(Δy/y0)로부터 증착 두께 보정값이 산출된다.Substituting x into the deposition thickness change equation derived in the second step (S20), the deposition thickness (y) corresponding to the current frequency (x) can be found, and the deposition thickness of the first cycle closest to the target thickness (y 0 ) You can see the difference. This difference is indicated by Δy in FIG. 4. The deposition thickness reduction rate is a value obtained by dividing Δy by y 0 , and a deposition thickness correction value is calculated from the deposition thickness reduction rate (Δy/y 0 ).

예를 들어, 현재 주파수(x)에서 증착 두께 감소율(Δy)이 5%인 것은 현재 공정에서 5%를 추가 증착하면 박막의 두께가 목표 두께에 근접하는 것을 의미한다. 증착 두께 보정값은 증착 두께 감소율(Δy/y0)만큼 유기물을 추가 증착할 것을 명령하는 보정값을 의미한다.For example, if the deposition thickness reduction rate (Δy) is 5% at the current frequency (x), it means that the thickness of the thin film approaches the target thickness when 5% is additionally deposited in the current process. The deposition thickness correction value means a correction value instructing to additionally deposit an organic material as much as the deposition thickness reduction rate (Δy/y 0 ).

도 2에서 증착원(30)은 증착 속도 제어부(50)에 전기적으로 연결되며, 증착 속도 제어부(50)는 증착원(30)의 동작을 제어하여 증착원(30)으로부터 증발되는 유기물의 양의 조절한다.In FIG. 2, the deposition source 30 is electrically connected to the deposition rate control unit 50, and the deposition rate control unit 50 controls the operation of the deposition source 30 to increase the amount of organic matter evaporated from the deposition source 30. Adjust.

제3 단계(S30)에서, 증착 속도 제어부(50)는 산출된 증착 두께 보정값을 이용하여 증착원(30)을 제어함으로써 증착 두께 보정값에 따라 유기물의 증발량을 늘린다. 이러한 증발량 보정에 의해 현재 사이클에서 기판(10)에 증착되는 박막의 실제 두께는 목표 두께에 근접할 수 있다.In the third step (S30), the deposition rate control unit 50 controls the deposition source 30 using the calculated deposition thickness correction value, thereby increasing the evaporation amount of the organic material according to the deposition thickness correction value. By this evaporation amount correction, the actual thickness of the thin film deposited on the substrate 10 in the current cycle may be close to the target thickness.

증착 속도 제어부(50)와 결정 센서(40)는 보정부(60)에 전기적으로 연결될 수 있다. 보정부(60)는 제2 단계(S20)에서 도출된 증착 두께 변화식을 저장하고, 현재 주파수(x)에서 증착 두께 감소율(Δy/y0)과 증착 두께 보정값을 연산하는 기능을 한다.The deposition rate control unit 50 and the crystal sensor 40 may be electrically connected to the correction unit 60. The correction unit 60 functions to store the deposition thickness change equation derived in the second step (S20) and calculate a deposition thickness reduction rate (Δy/y 0 ) and a deposition thickness correction value at the current frequency (x).

제3 단계(S30)에서 박막의 목표 두께는 제2 단계(S20)의 목표 두께와 같거나 다를 수 있다. 제3 단계(S30)의 목표 두께가 제2 단계(S20)의 목표 두께와 다르더라도 현재 주파수(x)에서 증착 두께 감소율(Δy/y0)은 동일하므로, 산출된 증착 두께 보정값에 상응하는 비율로 유기물의 증발량을 늘리면 된다.The target thickness of the thin film in the third step S30 may be the same as or different from the target thickness of the second step S20. Even if the target thickness of the third step (S30) is different from the target thickness of the second step (S20), the deposition thickness reduction rate (Δy/y 0 ) is the same at the current frequency (x), so the calculated deposition thickness correction value You can increase the evaporation amount of organic matter in proportion.

제3 단계(S30)의 증착 두께 감소율 및 증착 두께 보정값 산출과 이에 따른 증착원 제어는 복수의 사이클 모두에서 수행되거나 미리 지정된 횟수의 사이클마다 선택적으로 수행될 수 있다. 전자(前者)의 경우, 복수의 사이클 모두에서 목표 두께에 매우 근접한 증착 두께를 실현할 수 있다.The calculation of the deposition thickness reduction rate and the deposition thickness correction value in the third step (S30) and the control of the deposition source accordingly may be performed in all of a plurality of cycles or may be selectively performed in a predetermined number of cycles. In the former case, it is possible to achieve a deposition thickness very close to the target thickness in all of a plurality of cycles.

한편, 제2 단계(S20)에서 구한 실측 데이터로부터 증착 두께 변화식을 도출할 때, 최대 y값(y0)을 1로 정규화하여 증착 두께 변화식을 도출할 수 있다. 그러면 전술한 수학식 1과 계수가 다른 2차 이상의 다항식이 도출되며, 이 함수에서 특정 x값에 대응하는 y값은 바로 증착 두께 감소율과 일치한다.Meanwhile, when the deposition thickness change equation is derived from the measured data obtained in the second step S20, the maximum y value (y 0 ) is normalized to 1 to derive the deposition thickness change equation. Then, a polynomial of a second or higher order having different coefficients from Equation 1 described above is derived, and in this function, a y value corresponding to a specific x value is directly coincident with the deposition thickness reduction rate.

즉, 정규화 과정 없이 도출된 증착 두께 변화식에서는 Δy를 매번 y0로 나누어 증착 두께 감소율을 산출하지만, 최대 y값(y0)을 1로 정규화하여 도출된 증착 두께 변화식에서는 특정 x값에 대응하는 y값이 최대 y값(y0)에 대한 비율(증착 두께 감소율)이므로, 계산 과정을 단순화할 수 있다.In other words, in the deposition thickness change equation derived without the normalization process, the deposition thickness reduction rate is calculated by dividing Δy by y 0 each time, but the deposition thickness change equation derived by normalizing the maximum y value (y 0 ) to 1 corresponds to a specific x value. Since the y value is a ratio (deposition thickness reduction rate) to the maximum y value (y 0 ), the calculation process can be simplified.

도 5는 제3 단계의 보정을 적용하여 증착된 박막의 실제 증착 두께를 나타낸 그래프이다. 도 5를 참고하면, 복수의 사이클에서 전술한 증착 두께 보정값을 이용하여 추가 증착을 수행한 결과, 사이클 횟수에 상관없이 박막의 증착 두께가 목표 두께에 가깝게 균일화된 것을 알 수 있다.5 is a graph showing the actual deposition thickness of a thin film deposited by applying the correction of the third step. Referring to FIG. 5, as a result of performing additional deposition using the above-described deposition thickness correction value in a plurality of cycles, it can be seen that the deposition thickness of the thin film is uniformed close to the target thickness regardless of the number of cycles.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.In the above, preferred embodiments of the present invention have been described, but the present invention is not limited thereto, and it is possible to implement various modifications within the scope of the claims, the detailed description of the invention, and the accompanying drawings. It is natural to fall within the scope of

100: 박막 증착 장치 10: 기판
20: 챔버 21: 지지대
22: 패턴 마스크 30: 증착원
31: 도가니 32: 히터
40: 결정 센서 41: 압전성 결정
42: 오실레이터 50: 증착 속도 제어부
60: 보정부
100: thin film deposition apparatus 10: substrate
20: chamber 21: support
22: pattern mask 30: evaporation source
31: crucible 32: heater
40: crystal sensor 41: piezoelectric crystal
42: oscillator 50: deposition rate control unit
60: correction unit

Claims (14)

증착원으로부터 박막 구성 물질을 증발시켜 기판 위에 박막을 제1 목표 두께로 증착하되 기판을 교체하며 복수의 사이클로 증착 공정을 연속 수행하는 제1 증착 단계;
상기 복수의 사이클 각각의 시작 시점에서 결정 센서의 공진 주파수와, 상기 복수의 사이클 각각에서 상기 기판에 증착된 박막의 두께 실측치를 구하고, 상기 제1 목표 두께, 상기 공진 주파수와 상기 두께 실측치의 상관 관계로부터 2차 이상의 다항식으로 이루어진 증착 두께 변화식을 도출하는 변화식 도출 단계; 및
복수의 사이클로 증착 공정을 연속 수행하되 상기 증착 두께 변화식을 이용하여 제2 목표 두께로 증착되는 특정 사이클의 시작 시점에서 측정된 상기 결정 센서의 공진 주파수로부터 증착 두께 감소율과 증착 두께 보정값을 산출하고, 상기 증착 두께 보정값에 따라 증착 두께가 상기 제2 목표 두께와 동일하도록 상기 박막 구성 물질의 증발량을 제어하는 제2 증착 단계를 포함하고,
상기 제1 목표 두께와 상기 제2 목표 두께가 상이하되, 상기 제1 목표 두께가 상기 제2 목표 두께보다 작은 박막 증착 방법.
A first deposition step of evaporating a thin film constituent material from a deposition source to deposit a thin film on a substrate to a first target thickness, replacing the substrate and continuously performing a deposition process in a plurality of cycles;
The resonant frequency of the crystal sensor at the start of each of the plurality of cycles and the measured thickness of the thin film deposited on the substrate in each of the plurality of cycles are obtained, and the correlation between the first target thickness, the resonance frequency and the measured thickness A variation formula deriving step of deriving a deposition thickness variation equation consisting of a polynomial of a second or higher order from And
The deposition process is continuously performed in a plurality of cycles, but the deposition thickness reduction rate and the deposition thickness correction value are calculated from the resonance frequency of the crystal sensor measured at the start of a specific cycle deposited to a second target thickness using the deposition thickness change equation. And a second deposition step of controlling the evaporation amount of the thin film constituent material such that the deposition thickness is the same as the second target thickness according to the deposition thickness correction value,
The first target thickness and the second target thickness are different, but the first target thickness is smaller than the second target thickness.
제1항에 있어서,
상기 변화식 도출 단계에서, 상기 공진 주파수와 상기 두께 실측치가 (x, y) 데이터를 구성하고, 상기 복수의 사이클에 해당하는 복수의 (x, y) 데이터로부터 다항식 회귀분석법에 의해 상기 증착 두께 변화식을 도출하는 박막 증착 방법.
The method of claim 1,
In the step of deriving the change equation, the resonance frequency and the measured thickness value constitute (x, y) data, and the deposition thickness change by polynomial regression analysis from a plurality of (x, y) data corresponding to the plurality of cycles Thin film deposition method to derive the equation.
제2항에 있어서,
상기 제2 증착 단계에서, 상기 특정 사이클의 공진 주파수를 현재 주파수(x)라 할 때, 상기 증착 두께 변화식으로부터 상기 현재 주파수(x)에 대응하는 증착 두께(y)를 구하고, 하기 수식을 이용하여 상기 증착 두께 감소율(A)을 산출하는 박막 증착 방법.
A = (y0-y)/y0 = Δy/y0
여기서, y0는 상기 복수의 사이클 중 최초 사이클에서 상기 기판에 증착된 박막의 두께 실측치를 나타낸다.
The method of claim 2,
In the second deposition step, when the resonance frequency of the specific cycle is the current frequency (x), the deposition thickness (y) corresponding to the current frequency (x) is obtained from the deposition thickness change equation, and the following equation is used: A thin film deposition method for calculating the deposition thickness reduction rate (A).
A = (y 0 -y)/y 0 = Δy/y 0
Here, y 0 represents the measured thickness of the thin film deposited on the substrate in the first cycle among the plurality of cycles.
제1항에 있어서,
상기 변화식 도출 단계에서, 상기 공진 주파수와 상기 두께 실측치가 (x, y) 데이터를 구성하고, 상기 복수의 사이클에 해당하는 복수의 (x, y) 데이터로부터 다항식 회귀분석법에 의해 상기 증착 두께 변화식을 도출하되 최대 y값을 1로 정규화하여 상기 증착 두께 변화식을 도출하는 박막 증착 방법.
The method of claim 1,
In the step of deriving the change equation, the resonance frequency and the measured thickness value constitute (x, y) data, and the deposition thickness change by polynomial regression analysis from a plurality of (x, y) data corresponding to the plurality of cycles A thin film deposition method that derives an equation, but normalizes the maximum y value to 1 to derive the deposition thickness change equation.
제4항에 있어서,
상기 제2 증착 단계에서, 상기 특정 사이클의 공진 주파수를 현재 주파수(x)라 할 때, 상기 증착 두께 변화식으로부터 현재 주파수(x)에 대응하는 상기 증착 두께 감소율(A)을 산출하는 박막 증착 방법.
The method of claim 4,
In the second deposition step, when the resonance frequency of the specific cycle is the current frequency (x), the deposition thickness reduction rate (A) corresponding to the current frequency (x) is calculated from the deposition thickness change equation .
제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 증착 두께 보정값은 상기 특정 사이클에서 산출된 상기 증착 두께 감소율만큼 상기 박막 구성 물질의 증발량을 늘리는 보정값인 박막 증착 방법.
The method according to any one of claims 2 to 5,
The deposition thickness correction value is a correction value for increasing the evaporation amount of the thin film constituent material by the deposition thickness reduction rate calculated in the specific cycle.
제6항에 있어서,
상기 증착원은 증착 속도 제어부에 의해 제어되고,
상기 증착 속도 제어부는 상기 증착 두께 보정값에 따라 상기 박막 구성 물질의 증발량을 증가시키는 박막 증착 방법.
The method of claim 6,
The deposition source is controlled by a deposition rate control unit,
The deposition rate control unit increases the evaporation amount of the thin film constituent material according to the deposition thickness correction value.
기판을 향해 박막 구성 물질을 증발 확산시키는 증착원;
상기 박막 구성 물질의 확산 경로에 위치하는 결정 센서;
제1 목표 두께를 기초로 획득된 2차 이상의 다항식으로 이루어진 증착 두께 변화식을 저장하고, 제2 목표 두께를 기초로 증착된 특정 사이클의 시작 시점에서 측정된 상기 결정 센서의 공진 주파수로부터 증착 두께 감소율과 증착 두께 보정값을 산출하는 보정부; 및
상기 보정부로부터 입력받은 상기 증착 두께 보정값에 따라 상기 증착원을 제어하여 증착 두께가 상기 제2 목표 두께와 동일하도록 상기 박막 구성 물질의 증발량을 조절하는 증착 속도 제어부를 포함하고,
상기 제1 목표 두께와 상기 제2 목표 두께는 상이하되, 상기 제1 목표 두께가 상기 제2 목표 두께보다 작은 박막 증착 장치.
An evaporation source for evaporating and diffusing the thin film component material toward the substrate;
A crystal sensor positioned in the diffusion path of the thin film material;
The deposition thickness decrease rate from the resonance frequency of the crystal sensor measured at the start of a specific cycle deposited on the basis of the second target thickness, and stores a deposition thickness change equation consisting of a polynomial of a second or higher order obtained based on the first target thickness A correction unit that calculates a correction value for the deposition thickness and; And
And a deposition rate controller configured to control the deposition source according to the deposition thickness correction value input from the correction unit to control an evaporation amount of the thin film constituent material such that the deposition thickness is the same as the second target thickness,
The first target thickness and the second target thickness are different, but the first target thickness is smaller than the second target thickness.
제8항에 있어서,
복수의 사이클로 증착 공정을 연속 수행하면서 상기 복수의 사이클 각각의 시작 시점에서 상기 결정 센서의 공진 주파수 및 상기 복수의 사이클 각각에서 상기 기판에 증착된 박막의 두께 실측치가 구해지고, 상기 공진 주파수와 상기 두께 실측치가 (x, y) 데이터를 구성할 때,
상기 증착 두께 변화식은 상기 복수의 사이클에 해당하는 복수의 (x, y) 데이터로부터 다항식 회귀분석법에 의해 도출되는 박막 증착 장치.
The method of claim 8,
While continuously performing the deposition process in a plurality of cycles, the resonance frequency of the crystal sensor at the start of each of the plurality of cycles and the measured thickness of the thin film deposited on the substrate in each of the plurality of cycles are obtained, and the resonance frequency and the thickness When the measured values constitute (x, y) data,
The deposition thickness variation equation is derived from a plurality of (x, y) data corresponding to the plurality of cycles by a polynomial regression analysis method.
제9항에 있어서,
상기 보정부는 상기 특정 사이클의 시작 시점에서 측정된 상기 결정 센서의 공진 주파수를 현재 주파수(x)라 할 때, 상기 증착 두께 변화식으로부터 상기 현재 주파수(x)에 대응하는 증착 두께(y)를 구하고, 하기 수식을 이용하여 상기 증착 두께 감소율(A)을 산출하는 박막 증착 장치.
A = (y0-y)/y0 = Δy/y0
여기서, y0는 상기 복수의 사이클 중 최초 사이클에서 상기 기판에 증착된 박막의 두께 실측치를 나타낸다.
The method of claim 9,
When the resonant frequency of the crystal sensor measured at the start of the specific cycle is the current frequency (x), the correction unit obtains a deposition thickness (y) corresponding to the current frequency (x) from the deposition thickness change equation , Thin film deposition apparatus for calculating the deposition thickness reduction rate (A) using the following equation.
A = (y 0 -y)/y 0 = Δy/y 0
Here, y 0 represents the measured thickness of the thin film deposited on the substrate in the first cycle among the plurality of cycles.
제8항에 있어서,
복수의 사이클로 증착 공정을 연속 수행하면서 상기 복수의 사이클 각각의 시작 시점에서 상기 결정 센서의 공진 주파수 및 상기 복수의 사이클 각각에서 상기 기판에 증착된 박막의 두께 실측치가 구해지고, 상기 공진 주파수와 상기 두께 실측치가 (x, y) 데이터를 구성할 때,
상기 증착 두께 변화식은 상기 복수의 사이클에 해당하는 복수의 (x, y) 데이터로부터 다항식 회귀분석법에 의해 최대 y값을 1로 정규화하는 과정을 거쳐 도출되는 박막 증착 장치.
The method of claim 8,
While continuously performing the deposition process in a plurality of cycles, the resonance frequency of the crystal sensor at the start of each of the plurality of cycles and the measured thickness of the thin film deposited on the substrate in each of the plurality of cycles are obtained, and the resonance frequency and the thickness When the measured values constitute (x, y) data,
The deposition thickness change equation is derived from a plurality of (x, y) data corresponding to the plurality of cycles through a process of normalizing a maximum y value to 1 by polynomial regression analysis.
제11항에 있어서,
상기 보정부는 상기 특정 사이클의 시작 시점에서 측정된 상기 결정 센서의 공진 주파수를 현재 주파수(x)라 할 때, 상기 증착 두께 변화식으로부터 상기 현재 주파수(x)에 대응하는 상기 증착 두께 감소율(A)을 산출하는 박막 증착 장치.
The method of claim 11,
When the resonant frequency of the crystal sensor measured at the start of the specific cycle is the current frequency (x), the deposition thickness reduction rate (A) corresponding to the current frequency (x) from the deposition thickness change equation Thin film deposition apparatus to calculate.
제9항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 보정부는 상기 특정 사이클에서 산출된 상기 증착 두께 감소율만큼 상기 박막 구성 물질의 증발량을 늘리는 상기 증착 두께 보정값을 산출하는 박막 증착 장치.
The method according to any one of claims 9 to 12,
The correction unit calculates the deposition thickness correction value for increasing the evaporation amount of the thin film constituent material by the deposition thickness reduction rate calculated in the specific cycle.
제13항에 있어서,
상기 증착 속도 제어부는 상기 보정부로부터 입력받은 상기 증착 두께 보정값에 따라 상기 증착원을 제어하여 상기 박막 구성 물질의 증발량을 증가시키는 박막 증착 장치.
The method of claim 13,
The deposition rate controller controls the deposition source according to the deposition thickness correction value input from the correction unit to increase the evaporation amount of the thin film constituent material.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2008151705A (en) * 2006-12-19 2008-07-03 Nihon Techno-Plus Co Ltd Ultrasonic thickness measuring method and device

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