KR20120014594A

KR20120014594A - 진공 성막 장치 및 진공 성막 장치의 셔터판 위치 검출 방법

Info

Publication number: KR20120014594A
Application number: KR1020117030597A
Authority: KR
Inventors: 요시노리 후지이
Original assignee: 가부시키가이샤 아루박
Priority date: 2009-06-24
Filing date: 2010-06-23
Publication date: 2012-02-17
Also published as: CN102449188A; WO2010150540A1; JP5378517B2; TW201113932A; KR101430505B1; TWI431668B; JPWO2010150540A1; US20120103793A1; CN102449188B; SG176946A1

Abstract

셔터판(21)의 위치 검출에 있어서는, 검출기(광센서)(24)로부터 예를 들어 레이저광(L)을 조사한다. 조사된 레이저광(L)은 챔버(1)의 창(25)을 개재하여 셔터판(21)에 도달한다. 그리고, 셔터판(21)의 표면에서 반사되어 다시 검출기(24)에 입사된다. 검출기(24)는 이 레이저광(L)의 출사부터 반사광의 입사까지의 시간을 검출한다.

Description

진공 성막 장치 및 진공 성막 장치의 셔터판 위치 검출 방법{Vacuum film forming apparatus and method for detecting position of shutter plate of vacuum film forming apparatus}

본 발명은 진공 성막 장치 및 진공 성막 장치의 셔터판 위치 검출 방법에 관한 것으로, 자세하게는 셔터판의 유지 위치의 어긋남을 고 정밀도로 검출하는 기술에 관한 것이다.

예를 들면, 기판의 피성막면에 박막을 형성하는 진공 성막 장치는, 성막 재료인 타겟 표면의 청정화나 성막 특성을 안정화시키기 위해, 성막 목적의 기판에 대해 성막(스퍼터링)을 행하는 본 공정 전에 더미 기판(이하, 셔터판이라고도 함)에 대해 성막을 행하는(더미 스퍼터링) 것이 일반적이다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).

이러한 더미 스퍼터링을 실시함에 있어서는, 피성막물을 올려놓기 위한 스테이지에 셔터판을 올려놓고 스퍼터링을 행한다. 이 스테이지에 셔터판을 올려놓을 때에는, 셔터판을 유지하는 아암을 구비한 셔터 기구를 동작시켜 스테이지와 겹치는 위치까지 아암을 회동시킨다. 그리고, 스테이지 상에 셔터판을 올려놓는다. 이에 따라, 스테이지는 셔터판으로 덮이므로, 더미 스퍼터링 시에 스테이지에 성막이 행해지는 것을 방지할 수 있다.

특허문헌 1: 일본특개 2003-158175호 공보

그러나, 셔터판은 미리 설정된 유지 기준 위치로부터 어긋난 상태로 아암에 유지되면, 스테이지에 놓였을 때에 스테이지의 일부가 이 셔터판으로부터 빠져나와 노출되어 버릴 가능성이 있다. 스테이지의 일부가 셔터판으로부터 빠져나오면, 더미 스퍼터링을 실시했을 때에 스테이지의 노출 부분이 성막되어 버리고, 성막된 박막이 비산하여 목적의 기판 등에 성막을 행할 때의 불순물이 되는 등의 문제가 있다.

셔터판이 아암의 유지 기준 위치로부터 어긋나 버리는 원인으로서는, 예를 들어 아암 전체가 선단으로 향하여 중력에 의해 기울어지거나, 아암에 형성된 셔터판의 유지 위치를 규제하는 규제 부재에 셔터판의 단부가 걸려 셔터판 전체가 기울어지는 등을 들 수 있다.

본 발명에 관한 태양은, 더미 스퍼터링에 이용하는 셔터판의 위치 어긋남을 정확하게 검출하여, 셔터판을 스테이지 상의 소정의 위치에 올려놓게 하는 것이 가능한 진공 성막 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명에 관한 태양은, 더미 스퍼터링에 이용하는 셔터판이 이를 유지하는 아암 상에서 유지 기준 위치에 있는지를 정확하게 검출하는 것이 가능한 진공 성막 장치의 셔터판 위치 검출 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 태양에 관한 진공 성막 장치는, 내부를 진공으로 유지하는 챔버; 해당 챔버 내에 형성되고, 셔터판을 올려놓는 스테이지; 해당 스테이지에 대향하여 배치되는 타겟; 상기 스테이지 및 상기 타겟의 사이에 삽입,탈착이 자유자재로 되도록 형성되고, 상기 셔터판을 유지하는 아암을 가지는 셔터 기구; 상기 셔터판이 상기 아암에 유지된 상태로 상기 셔터판의 유지 기준 위치로부터의 어긋남을 검출하는 검출기;를 구비한 것을 특징으로 한다.

상기 검출기는, 상기 셔터판으로 향하여 조사한 광이 상기 셔터판에서 반사된 반사광을 검출하는 광센서이면 된다.

또한, 상기 검출기는, 고체 촬상 소자에 의한 상기 반사광의 강도 분포를 검출하는 광센서이면 된다.

상기 검출기는 상기 챔버의 외부에 배치되는 것이 바람직하다.

상기 검출기는, 상기 아암에 형성되어 상기 셔터판에 접촉 지지하는 가이드 핀의 근방에 배치되는 것이 바람직하다.

상기 셔터판은 2 이상의 두께가 다른 부위를 가지는 것이 바람직하다.

또한, 상기 셔터판은 주연부의 두께가 중심부보다도 두꺼운 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 일 태양에 관한 진공 성막 장치의 셔터판 위치 검출 방법은, 내부를 진공으로 유지하는 챔버; 해당 챔버 내에 형성되고, 셔터판을 올려놓는 스테이지; 해당 스테이지에 대향하여 배치되는 타겟; 상기 스테이지 및 상기 타겟의 사이에 삽입,탈착이 자유자재로 되도록 형성되고, 상기 셔터판을 유지하는 아암을 가지는 셔터 기구; 상기 셔터판이 상기 아암에 유지된 상태로 상기 셔터판의 유지 기준 위치로부터의 어긋남을 검출하는 검출기;를 구비한 진공 성막 장치의 셔터판 위치 검출 방법으로서, 상기 검출기와 상기 셔터판의 거리를 적어도 하나 이상의 위치에서 측정하여 상기 셔터판의 유지 위치의 어긋남을 검출하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 태양에 관한 진공 성막 장치에 의하면, 셔터판의 위치 검출에 있어서 검출기로부터 예를 들어 레이저광을 조사한다. 조사된 레이저광은 챔버의 창을 개재하여 셔터판에 도달한다. 그리고, 셔터판의 표면에서 반사되어 다시 검출기에 입사된다. 검출기는 이 레이저광의 출사부터 반사광의 입사까지의 시간을 검출한다.

예를 들면, 셔터판이 왕복이동 등에 의해 어긋나 단부가 가이드 핀으로부터 벗어난 경우, 셔터판은 수평 방향에 대해 기울어진 상태가 된다. 이 상태로 검출기로부터 레이저광을 출사하면, 레이저광이 다시 검출기에 입사할 때까지의 시간이 길어진다.

검출기가 미리 셔터판이 유지 기준 위치에 있을 때의 시간을 참조하여 측정시의 시간과 비교함으로써, 셔터판이 가이드 핀으로부터 벗어나는 위치까지 어긋나 있는 것을 확실히 검출할 수 있다.

게다가, 이러한 셔터판의 위치 어긋남 검출을 챔버의 외부로부터 관찰창 등을 개재하여 행함으로써, 진공 환경하 등에 대응한 특별한 구성을 검출기에 부가하지 않고 상압의 외부로부터 용이하게 확실히 검출할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 태양에 관한 진공 성막 장치의 셔터판 위치 검출 방법에 의하면, 검출기와 셔터판의 거리를 적어도 하나 이상의 위치에서 측정하여 셔터판의 유지 위치의 어긋남을 검출함으로써, 셔터판의 위치 어긋남 방향을 용이하게 검출할 수 있고, 또한 어긋남의 량도 고 정밀도로 검출하는 것이 가능하게 된다.

도 1은 본 발명의 진공 성막 장치를 도시하는 측면 단면도이다.
도 2는 본 발명의 진공 성막 장치를 도시하는 수평면 단면도이다.
도 3은 본 발명의 진공 성막 장치의 작용을 나타내는 주요부 확대 단면도이다.
도 4는 본 발명의 진공 성막 장치의 다른 실시형태를 도시하는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 진공 성막 장치의 다른 실시형태를 도시하는 평면도이다.
도 6은 본 발명의 진공 성막 장치의 다른 실시형태를 도시하는 주요부 사시도이다.
도 7은 본 발명의 진공 성막 장치의 다른 실시형태를 도시하는 단면도이다.
도 8은 본 발명의 진공 성막 장치의 다른 실시형태를 도시하는 평면도이다.

이하, 본 발명에 관한 진공 성막 장치에 대해 도면에 기초하여 설명한다. 또, 본 실시형태는 발명의 취지를 보다 잘 이해시키기 위해 일례를 들어 설명하는 것으로, 특별히 지정이 없는 한 본 발명을 한정하는 것이 아니다. 또한, 이하의 설명에서 이용하는 도면은 본 발명의 특징을 알기 쉽게 하기 위해 편의상 주요부가 되는 부분을 확대하여 도시하고 있는 경우가 있고, 각 구성요소의 치수 비율 등이 실제와 같다고는 할 수 없다.

도 1은 본 발명에 관한 진공 성막 장치의 일 구성예를 나타내는 (도 2의 b-b선에서의) 측면 단면도이고, 도 2는 도 1에서의 a-a선에서의 수평 단면도이다.

진공 성막 장치(S)는 성막실을 구획하는 챔버(1)를 구비하고, 좌측 방향에 인접하는 반송실(2)에 구획 밸브(3)를 개재하여 결합되어 있다. 챔버(1)의 상부에는 캐소드 어셈블리(4)가 고정되어 있고, 이 하부에 성막 재료가 되는 타겟(T), 예를 들면 티탄 타겟이 고정되어 있다. 타겟(T)은 공지의 구조를 가지고, 그 유지부는 챔버의 상부 덮개(5)의 개구에 끼워 부착한 장착 부재(5a)를 개재하여 상부 덮개(5)에 장착되어 있다.

타겟(T)을 성막 챔버(1) 내에서 소정의 거리를 두고 대향하여, 애노드로서의 기판 전극 어셈블리(6)가 성막 챔버(1)의 저벽부에 고정되어 있다. 이 기판 전극 어셈블리(6)는 예를 들어 원형을 이루고, 그 중앙부에 스테이지(6a)를 돌기한 상태로 일체적으로 형성하고 있다. 또한, 이 스테이지(6a)의 중앙부에는 예를 들어 4개의 상하방향으로 연장되는 관통공(6b)이 형성되어 있고, 이들을 각각에 삽입 관통하여 상하이동 가능하도록 4개의 지지 로드(7a)가 형성되어 있다.

이들 지지 로드(7a)는 이 하단부에서 원판(7) 상면에 심어서 설치(植設)되어 있다. 원판(7) 하면의 중앙부는 구동축(14a)에 고정되고, 진공 벨로즈(15)를 하측 방향에 삽입 관통하여 상하 구동 액추에이터(10)의 구동축(14)에 결합되어 있다. 액추에이터(10)의 상면에는 구동부 장착판(11)이 일체적으로 고정되어 있고, 이것에 샤프트(16a, 16b)의 하방부가 고정되어 있다.

샤프트(16a, 16b)의 상부에는, 장착판(11)과 병렬로 상방에 설치된 가이드 장착판(12)에 고정된 한 쌍의 축방향 가이드 부재(13a, 13b)가 슬라이딩 자유자재로 삽입 관통하고 있다. 이에 의해, 가이드 장착판(12)은 정확하게 상하 방향으로 이동 가능하게 된다. 즉, 액추에이터(10)의 구동축(14)의 상하방향의 이동력을 정확하게 그 상방부에 있는 지지 로드(7a)의 상하 방향의 이동력으로서 전달한다.

또한, 성막 챔버(1) 내에는, 평면 형상이 직사각형을 이루는 구획 밸브(3)에 대향한 부분에 노치를 가지는 상자형의 방착(防着) 부재(8a)가 형성되어 있다. 또한, 방착 부재(8a)의 노치부를 커버하는 판형상의 방착 부재(8c)가 성막 챔버(1) 내에 설치되어 있다.

한쪽의 방착 부재(8c)는 일점쇄선으로 나타내는 바와 같이 상하 이동하고, 도시하는 실선의 위치에서 성막이 행해진다. 또한, 반송실(2)로부터 성막해야 할 기판을 성막 챔버(1) 내에 반입하고, 또한 성막된 기판을 반송실(2)에 반출할 때에는, 방착 부재(8c)는 일점쇄선으로 나타내는 하방 위치로 이동한다.

이러한 진공 성막 장치(S)는, 목적의 기판에 대해 성막을 행하기 전에 타겟(T)의 표면의 청정화 등을 목적으로 이른바 더미 스퍼터라고 불리는 사전 스퍼터링이 행해진다. 이 더미 스퍼터 시에는, 스테이지(6a)의 표면(상면)을 타겟(T)에 대해 덮고, 스테이지(6a)에 박막이 성막되는 것을 방지하는 셔터 기구(18)가 설치되어 있다.

셔터 기구(18)는, 타겟(T)에 대해 스테이지(6a)를 커버하는 셔터판(21)과, 일면에 셔터판(21)을 유지하는 셔터판 유지부(9a)가 형성된 아암(9b)을 구비하고 있다. 또한, 셔터 기구(18)는, 이 아암(9b)의 하단부에 수직으로 고정된 구동축(9c)과, 이 구동축(9c)을 구동하는 액추에이터(9d)를 구비하고 있다. 또, 셔터판 유지부(9a)에는, 셔터판(21)을 이면측으로부터 지지하는 복수의 가이드 핀(22a~22c)이 형성되어 있다.

도 1, 도 2에서 실선으로 나타내는 위치가 셔터판(21)이 스테이지(6a)를 커버하는 제1 위치(스테이지 은폐 위치)(A)이다. 또한, 더미 스퍼터가 완료되고 본 공정으로서의 스퍼터링(성막)이 행해질 때에는, 셔터판(21)은 도 2에서 일점쇄선으로 나타나는 제2 위치(퇴피(退避) 위치)(B)로 이동시킬 수 있다. 또, 도시하지 않았지만 성막 챔버(1)에는 공지의 밸브, 가스 도입구, 배기계 등이 접속되어 있다.

셔터 기구(18)의 제2 위치(퇴피 위치)(B)에 대향하는 챔버(1)의 외부에는, 셔터판(21)의 유지 기준 위치로부터의 어긋남을 검출하는 검출 수단(검출 장치, 검출기)(24)이 형성되어 있다. 이 검출 수단(24)은, 예를 들면 상부 덮개(5)에 형성된 투명한 창(25)을 개재하여 레이저광을 셔터판(21)으로 향하여 조사하고, 그 반사광을 수광하는 광센서 유닛(레이저광 조사, 검출 유닛)이면 된다. 또한, 레이저광의 광스폿 직경은 비교적 작은 직경이 바람직하고, 예를 들면 3mm 이하이면 된다. 이에 따라, 고 정밀도의 검지가 가능하게 된다.

이러한 검출 수단(24)의 작용은 나중에 상술한다.

다음에, 스퍼터링의 본 공정에 들어가기 전에 행해지는 더미 스퍼터의 개요를 설명한다. 더미 스퍼터는 캐소드 어셈블리(4)에 장착된 타겟(예를 들면, 티탄 플레이트)(T)의 표면의 청정화 및 TiN막 박리 억제를 위해 행해진다. 더미 스퍼터를 행할 때에는, 도시하지 않은 가스 도입구에 의해 아르곤을 챔버(1) 내에 도입한다. 또한, 셔터 기구(18)의 아암(9b)을 제1 위치(스테이지 은폐 위치)(A)로 이동시킨다. 그리고, 도시하지 않은 고주파 또는 직류 전원으로부터 캐소드 어셈블리(4)에 전압을 인가한다.

공지의 스퍼터링 현상에 의해, 타겟(T)으로부터는 티탄의 원자가 튀어나와 제1 위치(스테이지 은폐 위치)(A)에 놓여 있는 셔터판(21)에 티탄의 박막이 형성됨과 동시에, 이 주위에 배치된 방착 부재(8a)의 내주면 및 저벽면에도 티탄이 박막으로서 부착된다.

이와 같이, 셔터판(21)을 타겟(T)과 스테이지(6a) 사이에 삽입하여 더미 스퍼터를 행함으로써, 셔터판 유지부(9a)에서 유지된 셔터판(21)에 의해 피복되어 있는 스테이지(6a)에 티탄의 박막이 형성되는 것을 방지할 수 있다.

이상과 같은 공정으로 이른바 더미 스퍼터가 행해지고, 타겟(T)의 표면은 청정해진다.

도 3은, 진공 성막 장치에서의 제2 위치(퇴피 위치)에 있는 셔터 기구 및 검출 수단을 도시하는 측면 단면도이다.

검출 수단(광센서)(24)은, 예를 들면 셔터판 유지부(9a)를 가지는 아암(9b)이 제2 위치(퇴피 위치)에 있을 때에, 셔터판 유지부(9a)에 유지된 셔터판(21)이 셔터판 유지부(9a)에 대해 미리 정해진 유지 기준 위치(정위치)(P1)에 있는지를 검출한다.

셔터판(21)의 위치 검출에 있어서는, 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이, 검출 수단(광센서)(24)으로부터 예를 들어 레이저광(L)을 조사한다. 조사된 레이저광(L)은 챔버(1)의 창(25)을 개재하여 셔터판(21)에 도달한다. 그리고, 셔터판(21)의 표면에서 반사되어 다시 검출 수단(24)에 입사된다. 검출 수단(24)은 이 레이저광(L)의 출사부터 반사광의 입사까지의 시간을 검출한다.

예를 들면, 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이, 셔터판(21)이 제1 위치(스테이지 은폐 위치)와의 왕복 이동 등에 의해 도면 중의 우측방향으로 어긋남량(ΔM1)만큼 어긋나 단부가 가이드 핀(22a)으로부터 벗어난 경우, 셔터판(21)은 수평방향에 대해 기울어진 상태가 된다. 이 상태로 검출 수단(24)으로부터 레이저광(L)을 출사하면, 레이저광(L)이 다시 검출 수단(24)에 입사할 때까지의 시간이 광로차(ΔR1)의 2배분 만큼 길어진다.

예를 들면, 아암(9b)을 구동하는 모터의 베어링의 동작이 딱딱해져 아암(9b)이 진동한 상태로 셔터판(21)의 주고받음을 행함으로써, 소정의 위치로부터 어긋난 상태로 셔터판(21)이 주고받게 되는 경우가 있었다.

또한, 셔터판(21)을 스테이지(6a)로부터 승강시키는 지지 로드(7a)가 셔터판(21)을 밀어올릴 때의 밀어올림 강도가 너무 강함으로써 셔터판(21)이 날아올라 가로 어긋나는 등의 결함이 있었다.

또, 지지 로드(7a)에 의해 지지된 셔터판(21)이 외부로부터의 진동 등에 의해 지지 로드(7a) 상에서 위치 어긋나는 등의 결함도 있었다.

그러나, 본 실시형태에서는, 검출 수단(24)이 미리 셔터판(21)이 유지 기준 위치(정위치)(P1)에 있을 때의 시간을 참조하여 측정시의 시간과 비교함으로써, 셔터판(21)이 가이드 핀(22a)으로부터 벗어나는 위치까지 어긋나 있는 것을 확실히 검출할 수 있다.

게다가, 이러한 셔터판(21)의 위치 어긋남 검출을 챔버의 외부로부터 관찰창 등을 개재하여 행함으로써, 진공 환경 등에 대응한 특별한 구성을 검출 수단(24)에 부가하지 않고 상압의 외부로부터 용이하게 확실히 검출할 수 있다.

또, 상술한 실시형태에서는, 검출 수단(24)으로서 레이저광의 반사에 의한 도달 시간에 따라 변위를 측정하고 있는데, 물론 이에 한정되지 않고, 레이저광에 의한 삼각 거리 측정 방식을 이용하는 것이 바람직하다.

또한, 상술한 실시형태에서는 검출 수단(24)으로서 레이저광을 이용하고 있는데, 물론 이에 한정되지 않고, 예를 들면 레이저광을 이용하는 것 대신에 광파이버를 이용하여 위치 어긋남을 검출할 수 있다. 또, 레이저광을 이용하는 것 대신에 LED를 이용하는 경우는, 볼록 렌즈에 의해 광스폿 직경을 좁힐 필요가 있다.

본 실시형태에 있어서, 검출 수단(24)의 검출 축방향(광축 방향, 조사 방향, 검출 방향)은, 셔터판(21)과의 사이의 거리를 검출한 결과에 기초하여 셔터판(21)의 두께방향과 교차하는 방향(셔터판(21)의 면방향)에서의 셔터판(21)의 어긋남이 검출된다. 즉, 검출된 거리와 소정의 기준값의 비교 결과에 기초하여 셔터판(21)의 어긋남의 적어도 유무가 검출된다. 본 실시형태에 있어서, 셔터판 유지부(9a)는 셔터판(21)의 어긋남에 따라 셔터판(21)의 자세가 변화하는 구성을 가진다. 검출 수단(24)은, 셔터판(21)의 가로방향(수평방향)의 어긋남에 따른 셔터판(21)의 자세의 변화(기울기 변화)를 검출한다. 다른 실시형태에 있어서, 검출 수단(24)은 셔터판(21)의 가로방향(수평방향)의 어긋남에 따른 소정의 검출 위치(수평 위치)에서의 셔터판(21)의 표면 높이 위치의 변화를 검출할 수 있다.

도 4는, 본 발명에 관한 진공 성막 장치에서의 셔터 기구의 다른 실시형태를 도시하는 측면 단면도이다.

도 4의 (a)에 도시된 바와 같이, 이 실시형태에서의 셔터판(31)은 2 이상의 두께가 다른 부위를 가진다. 예를 들면, 셔터판(31)의 주연부의 두께가 중심부보다도 두꺼운 차양부(32)가 형성되어 있다.

이러한 형태의 셔터판(31)을 올려놓은 셔터판 유지부(33a)를 가지는 아암(33b)이 제2 위치(퇴피 위치)에 있고, 셔터판(31)이 유지 기준 위치(정위치)(P2)에 있을 때는, 검출 수단(34)으로부터 조사되는 레이저광(L)의 조사 위치, 즉 측정 위치는 셔터판(31)의 차양부(32)의 위치로 설정되어 있다.

그리고, 셔터판(31)이 제1 위치(스테이지 은폐 위치)와의 왕복 이동 등에 의해, 예를 들면 도 4의 (b)에 나타내는 좌측방향으로 어긋남량(ΔM2)만큼 어긋나면, 검출 수단(34)으로부터 조사되는 레이저광(L)의 조사 위치, 즉 측정 위치는 셔터판(31)의 차양부(32)로부터 벗어난 위치가 된다.

이에 따라, 셔터판(31)이 가이드 핀(35a)이나 가이드 핀(35b)으로부터 벗어나는 위치까지 어긋나지 않아도, 즉 셔터판(31)이 수평면으로부터 기울어지지 않을 정도의 어긋남량이어도, 검출 수단(34)으로부터 출사된 레이저광(L)은 다시 검출 수단(24)에 입사할 때까지의 시간이 차양부(32)의 두께에 상당하는 광로차(ΔR2)의 2배분 만큼 길어진다.

그리고, 검출 수단(34)이 미리 셔터판(21)이 유지 기준 위치(정위치)(P2)에 있을 때의 시간을 참조하여 측정시의 시간과 비교함으로써, 셔터판(31)이 유지 기준 위치(정위치)(P2)로부터 어긋나 있는 것을 확실하게 고정밀도로 검출할 수 있다.

한편, 셔터판(31)이 제1 위치(스테이지 은폐 위치)와의 왕복 이동 등에 의해, 예를 들면 도 4의 (c)에 나타내는 우측방향으로 어긋남량(ΔM3)만큼 어긋나면, 검출 수단(34)으로부터 조사되는 레이저광(L)의 조사 위치, 즉 측정 위치는 셔터판(31) 자체의 단부로부터 벗어난 위치가 된다.

이에 따라, 검출 수단(34)으로부터 조사된 레이저광(L)은 셔터판(31)에서 반사되는 일이 없으므로, 검출 수단(34)은 반사광을 검출할 수 없다. 이에 따라, 셔터판(31)이 가이드 핀(35a)이나 가이드 핀(35b)으로부터 벗어나는 위치까지 어긋나지 않아도, 셔터판(31)이 유지 기준 위치(정위치)(P2)로부터 어긋나 있는 것을 확실하게 고정밀도로 검출할 수 있다.

셔터판의 어긋남을 검출하는 검출 수단은 복수 개소에 설치되어 있는 것이 바람직하다. 예를 들면, 도 5에 나타내는 실시형태에서는, 아암(43b)을 구성하는 셔터판 유지부(43a)에는 셔터판(41)을 지지하는 가이드 핀(45a~45c)이 형성되어 있다. 그리고, 이 각각의 가이드 핀(45a~45c)의 근방이 레이저광의 조사 위치, 즉 측정 위치(E1, E2, E3)가 되도록 검출 수단(44a~44c)이 형성되어 있다.

이와 같이, 복수의 검출 수단(44a~44c)을 이용하여 셔터판(41)의 복수의 위치에서 검출을 행함으로써, 셔터판(41)의 어긋남 방향을 정확하게 파악할 수 있다. 또한, 검출 수단(44a~44c)을 가이드 핀(45a~45c)의 근방에 배치함으로써, 약간의 어긋남량으로도 검출 수단(44a~44c)에서 검출되는 레이저광의 변위를 크게 할 수 있고, 고정밀도로 셔터판(41)의 어긋남을 검출할 수 있다.

셔터판에 요철을 형성하여 검출 정밀도를 높이는 것도 바람직하다. 예를 들면, 도 6에 나타내는 실시형태에서는, 셔터판(51)의 일면에 볼록부(51a) 혹은 오목부(51b)가 형성되어 있다. 이러한 볼록부(51a) 혹은 오목부(51b)가 레이저광의 조사 위치, 즉 측정 위치가 되도록 검출 수단(54a, 54b)이 형성되어 있다.

셔터판(51)에 볼록부(51a)나 오목부(51b)를 형성함으로써, 볼록부(51a)나 오목부(51b)로부터 벗어나는 위치까지 셔터판(51)이 이동했을 때의 레이저광의 광로차를 크게 할 수 있고, 검출 수단(54a, 54b)은 셔터판(51)의 얼마 안 되는 위치 어긋남을 고정밀도로 검출하는 것이 가능하게 된다.

또, 이러한 볼록부(51a)나 오목부(51b)에 맞물리는 홈이나 돌기를 아암측에 형성하여 셔터판(51)의 회전을 방지하면, 한층 더 셔터판(51)의 위치 어긋남 검출 정밀도를 높이는 것이 가능하게 된다.

도 7은, 본 발명에 관한 진공 성막 장치에서의 셔터 기구의 다른 실시형태를 도시하는 측면 단면도이다.

도 7의 (a)에 도시된 바와 같이, 이 실시형태에서의 진공 성막 장치(60)를 구성하는 셔터판(61)은 2이상의 두께가 다른 부위를 가진다. 예를 들면, 셔터판(61)의 주연부의 두께가 중심부보다도 두꺼운 차양부(62)가 형성되어 있다. 이 셔터판(61)은 차양부(62)의 돌출방향이 연직방향의 하향, 즉 중심부를 이루는 오목부(61a)가 하향이 되도록 배치되어 있다. 그리고, 셔터판(61)은 차양부(62)에서 구획된 오목부(61a)에 가이드 핀(65a)이나 가이드 핀(65b)이 접촉하도록 지지된다.

이러한 형태의 셔터판(61)을 올려놓은 셔터판 유지부(63a)를 가지는 아암(63b)이 제2 위치(퇴피 위치)에 있고, 셔터판(61)이 유지 기준 위치(정위치)에 있을 때는, 연직방향의 하측에 배치된 검출 수단(64)으로부터 조사되는 레이저광(L)의 조사 위치, 즉 측정 위치는 셔터판(61)의 차양부(62)의 위치로 설정되어 있다.

그리고, 셔터판(61)이 제1 위치(스테이지 은폐 위치)와의 왕복 이동 등에 의해, 예를 들면 도 7의 (b)에 나타내는 좌측방향으로 어긋나, 예를 들면 차양부(62)가 가이드 핀(65a)에 걸려 셔터판(61)이 수평면으로부터 기울어지면, 검출 수단(64)으로부터 조사되는 레이저광(L)의 조사 위치, 즉 측정 위치는 셔터판(61)의 차양부(62)로부터 벗어난 위치가 된다. 이에 따라, 셔터판(61)이 유지 기준 위치(정위치)로부터 어긋나 있는 것을 확실하게 고정밀도로 검출할 수 있다.

또한, 셔터판(61)을 오목부(61a)가 하향이 되도록 배치함으로써, 셔터판(61)이 유지 기준 위치(정위치)로부터 가로방향으로 어긋나는 것과 같은 응력이 가해졌다고 해도, 차양부(62)의 측벽이 가이드 핀(65a)이나 가이드 핀(65b)에 닿기 때문에, 셔터판(61)의 어긋남을 억제할 수 있는 효과도 기대할 수 있다.

도 8은, 본 발명에 관한 진공 성막 장치에서의 셔터 기구의 다른 실시형태를 도시하는 측면 단면도이다.

도 8의 (a)에 도시된 바와 같이, 이 실시형태에서의 진공 성막 장치(70)를 구성하는 셔터판(71)은 2이상의 두께가 다른 부위를 가진다. 예를 들면, 셔터판(71)의 중앙부(72)의 두께가 주변부의 두께보다도 두껍게 형성되어 있다. 이 셔터판(71)은, 중앙부(72)의 돌출방향이 연직방향의 하향이 되도록 배치되어 있다.

이러한 형태의 셔터판(71)을 올려놓은 셔터판 유지부(73a)를 가지는 아암(73b)이 제2 위치(퇴피 위치)에 있고, 셔터판(71)이 유지 기준 위치(정위치)에 있을 때는, 연직방향의 하측에 배치된 검출 수단(74)으로부터 조사되는 레이저광(L)의 조사 위치, 즉 측정 위치는 셔터판(71)의 중앙부(72)의 위치로 설정되어 있다.

그리고, 셔터판(71)이 제1 위치(스테이지 은폐 위치)와의 왕복 이동 등에 의해, 예를 들면 도 8의 (b)에 나타내는 좌측방향으로 어긋나면, 검출 수단(74)으로부터 조사되는 레이저광(L)의 조사 위치, 즉 측정 위치는 셔터판(71)의 중앙부(72)로부터 벗어난 위치가 된다. 이에 따라, 셔터판(71)이 유지 기준 위치(정위치)로부터 어긋나 있는 것을 확실하게 고정밀도로 검출할 수 있다.

또, 본 실시형태는 발명의 취지를 보다 잘 이해시키기 위해 일례를 들어 설명하는 것으로, 특별히 지정이 없는 한 본 발명을 한정하는 것이 아니다. 예를 들면, 상술한 실시형태에서는, 셔터판(71)의 중심부(72)의 두께가 주변부의 두께보다도 두껍게 형성되어 있고, 중심부(72)의 돌출방향이 연직방향의 하향이 되도록 배치되어 있는데, 이에 대신하여 셔터판의 중앙부의 두께를 주변부의 두께보다도 얇게 형성해도 되고, 또 셔터판의 중앙부를 따라 환상의 홈을 형성해도 된다.

1 챔버, 6a 스테이지, 9b 아암, 21 셔터판, 18 셔터 기구, 24 검출 수단, T 타겟, S 진공 성막 장치

Claims

내부를 진공으로 유지하는 챔버;
상기 챔버 내에 형성되고, 셔터판을 올려놓는 스테이지;
상기 스테이지에 대향하여 배치되는 타겟;
상기 스테이지 및 상기 타겟의 사이에 삽입,탈착이 자유자재로 되도록 형성되고, 상기 셔터판을 유지하는 아암을 가지는 셔터 기구;
상기 셔터판이 상기 아암에 유지된 상태로 상기 셔터판의 유지 기준 위치로부터의 어긋남을 검출하는 검출기;를 구비한 것을 특징으로 하는 진공 성막 장치.
제1항에 있어서,
상기 검출기는, 상기 셔터판으로 향하여 조사한 광이 상기 셔터판에서 반사된 반사광을 검출하는 광센서인 것을 특징으로 하는 진공 성막 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 검출기는, 고체 촬상 소자에 의한 상기 반사광의 강도 분포를 검출하는 광센서인 것을 특징으로 하는 진공 성막 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 검출기는, 상기 챔버의 외부에 배치되는 것을 특징으로 하는 진공 성막 장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 검출기는, 상기 아암에 형성되어 상기 셔터판에 접촉 지지하는 가이드 핀의 근방에 배치되는 것을 특징으로 하는 진공 성막 장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 셔터판은, 2 이상의 두께가 다른 부위를 가지는 것을 특징으로 하는 진공 성막 장치.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 셔터판은, 주연부의 두께가 중심부보다도 두꺼운 것을 특징으로 하는 진공 성막 장치.
내부를 진공으로 유지하는 챔버; 상기 챔버 내에 형성되고, 셔터판을 올려놓는 스테이지; 상기 스테이지에 대향하여 배치되는 타겟; 상기 스테이지 및 상기 타겟의 사이에 삽입,탈착이 자유자재로 되도록 형성되고, 상기 셔터판을 유지하는 아암을 가지는 셔터 기구; 상기 셔터판이 상기 아암에 유지된 상태로 상기 셔터판의 유지 기준 위치로부터의 어긋남을 검출하는 검출기;를 구비한 진공 성막 장치의 셔터판 위치 검출 방법으로서,
상기 검출기와 상기 셔터판의 거리를 적어도 하나의 위치에서 측정하여, 상기 셔터판의 유지 위치의 어긋남을 검출하는 것을 특징으로 하는 진공 성막 장치의 셔터판 위치 검출 방법.