KR20120023273A - 셔터를 이용하는 진공증착막의 두께 모니터링 방법 및 이 방법을 채용하는 진공증착장치 - Google Patents

셔터를 이용하는 진공증착막의 두께 모니터링 방법 및 이 방법을 채용하는 진공증착장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 셔터를 이용하는 진공증착막의 두께 모니터링 방법 및 이 방법을 채용하는 진공증착장치에 관한 것으로, 진공증착막의 두께 모니터링 방법은 진공증착장치의 제어부에서 챔버 내의 소스공급부에서 공급되는 물질에 의해 형성되는 기판상의 진공증착막의 두께를 모니터링하는 방법으로서, 챔버 내에서 진공증착막의 두께 또는 증착율을 측정하기 위한 센서 앞에 배치된 셔터를 제1 시간 동안 개방하는 제1 단계, 셔터를 제2 시간 동안 폐쇄하는 제2 단계, 및 제2 시간 동안의 진공증착막의 증착율을 제1 시간 동안 측정된 증착율에 기초하여 처리하는 제3 단계를 포함한다.

Description

셔터를 이용하는 진공증착막의 두께 모니터링 방법 및 이 방법을 채용하는 진공증착장치{THICKNESS MONITORING METHOD FOR VACUUM METALLIZING FILM USING SHUTTER AND VACUUM METALLIZING APPARATUS USING THE METHOD}
본 발명은 진공 증착 막의 두께를 모니터링하는 기술에 관한 것으로서, 좀더 구체적으로는 셔터를 이용하는 진공증착막의 두께 모니터링 방법 및 이 방법을 채용하는 진공증착장치에 관한 것이다.
현재, 반도체 분야나 전기전자 및 디스플레이 분야에서 널이 사용되는 진공박막 제조 기술로는 진공 열증착 방법과 스퍼터링 증착 방법이 있다.
이들 진공 열증착 방법이나 스퍼터링 증착 방법에서는 증착되는 막 두께를 측정하기 위해 통상 수정진동자를 이용하여 물질의 증발량을 모니터링하거나 전체 두께의 변화를 모니터링한다.
그러나, 기존의 진공 열층착 방법이나 스퍼터링 증착 방법에 있어서 수정진동자를 이용하는 센서는 코팅 물질의 두께가 두꺼울 때 사용하기가 곤란하다. 즉, 기판에 물질이 코팅되는 동안 센서에도 비슷한 양의 물질이 코팅되는데, 이때 수정진동자를 이용하는 센서는 코팅되는 막 두께가 원하는 두께 예컨대 수십 마이크로미터 이상으로 코팅되기 전에 그 수명을 다하기 때문에 사용하기가 곤란하다.
본 발명은 진공증착장치에서 센서의 수명을 연장시킴으로써 진공 증착 막의 두께를 효과적으로 모니터링 할 수 있는 진공증착막의 두께 모니터링 방법을 제공하는 것을 주된 목적으로 한다.
본 발명은 진공증착장치에서 플라즈마 노이즈의 악영향을 감소시켜 센서의 막두께 측정 정확도를 향상시킬 수 있는 진공증착막의 두께 모니터링 방법을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
본 발명은 전술한 진공증착막의 두께 모니터링 방법을 채용함으로써 성능을 향상시키고 비용을 절감할 수 있는 진공증착장치를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 측면에 따른 진공증착막의 두께 모니터링 방법은 진공증착장치의 제어부에서 챔버 내의 소스공급부에서 공급되는 물질에 의해 형성되는 기판상의 진공증착막의 두께를 모니터링하는 방법으로서, 챔버 내에서 진공증착막의 두께 또는 증착율을 검출하기 위한 센서 앞에 배치된 셔터를 제1 시간 동안 개방하는 제1 단계; 셔터를 제2 시간 동안 폐쇄하는 제2 단계; 및 제2 시간 동안의 진공증착막의 증착율을 제1 시간 동안 검출된 증착율에 기초하여 처리하는 제3 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 제2 시간은 제1 시간에 이어진다. 또한, 제1 단계, 제2 단계, 및 제3 단계는 기재된 순서대로 복수회 반복 수행될 수 있다.
제3 단계는 적어도 1회의 제1 시간과 제2 시간의 합에 제1 시간의 증착율을 곱하여 기판상에 코팅된 진공증착막의 두께를 산출하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 진공증착막의 두께 모니터링 방법은 제2 시간의 증착율이 제1 시간의 증착율과 동일하도록 소스공급부를 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.
센서는 수정진동자를 이용하는 것(센서)으로 구현되는 것이 바람직하다.
진공증착장치는 진공증발원을 이용하는 진공 열증착 방식의 장치 또는 스퍼터건(Sputter gun)을 이용하는 스퍼터링 증착 방식의 장치를 포함할 수 있다.
셔터는 진공증발원 또는 스퍼터건과 센서 사이에 배치되는 것이 바람직하다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 내부에 진공 분위기를 형성하는 챔버; 챔버 내에 배치되는 기판; 기판상에 증착되는 물질을 공급하는 소스공급부; 소스공급부와 마주하며 소스공급부보다 기판에 인접하게 배치되는 센서; 센서에서 출력되는 진동수 변화에 기초하여 기판상에 형성되는 진공증착막의 두께를 모니터링하고 그 두께를 산출하는 제어부; 및 소스공급부에서 공급되는 물질이 센서로 진행하는 것을 선택적으로 허용 또는 차단하는 셔터를 포함하는 진공증착장치가 제공된다.
일 실시예에서, 소스공급부에서 공급되는 물질로 기판상에 진공증착막을 형성하는 중에, 제어부는 셔터를 제1 시간동안 개방하고, 제2 시간동안 폐쇄하며, 제1 시간 동안의 증착율에 기초하여 제2 시간 동안의 증착율을 처리한다.
제2 시간은 제1 시간에 이어지는 것이 바람직하다.
제어부는 제1 시간 및 제2 시간이 교대로 반복되도록 셔터의 개방 상태 또는 닫힘 상태를 제어할 수 있다.
제어부는 제1 시간과 제2 시간의 합에 제1 시간의 증착율을 곱하여 제1 시간과 제2 시간 동안 기판상에 코팅된 진공증착막의 두께를 산출할 수 있다.
제어부는 제2 시간의 증착율이 제1 시간의 증착율과 동일하도록 소스공급부의 온도 등을 제어할 수 있다.
센서는 수정진동자 센서를 포함한다.
진공증착장치는 진공증발원을 이용하는 진공 열증착 방식의 장치 또는 스퍼터건(Sputter gun)을 이용하는 스퍼터링 증착 방식의 장치를 포함한다.
셔터는 진공증발원 또는 스퍼터건과 센서 사이에 배치되는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시예에 의하면, 수정진동자 방식의 센서 앞에 셔터가 설치된 진공증착장치를 제공함으로써 진공 챔버 내에서 센서에 증착되는 물질의 양을 감소시켜 센서 수명을 연장시킬 수 있다. 또한, 센서가 작동하지 않는 기간 동안의 센싱값은 소프트웨어로 또는 프로그램으로 처리함으로써 진공 증착 공정 중에 센서의 수명이 다하는 것을 방지하고, 진공 챔버 내에서 기판상에 형성되는 후막의 두께를 용이하게 모니터닝할 수 있다. 즉, 수정진동자를 이용하는 센서를 수십 마이크로미터 이상의 후막 증착 공정에 적용하기 어렵다는 한계를 극복할 수 있다.
또한, 후막 증착 공정시 수정진동자 센서의 한께를 극복하기 위해 복수의 수정진동자 센서를 이용하거나 별도의 추가적인 센서를 설치할 필요가 없으므로, 비용을 절감할 수 있다. 즉, 하나의 수정진동자 센서를 이용하여 후막 증착 공정을 모니터링 할 수 있는 향상된 성능의 진공증착장치를 제공할 수 있는 이점도 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 진공증착장치의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 진공증착막의 두께 모니터링 방법에 대한 순서도이다.
도 3은 도 1의 장치 또는 도 2의 방법에 채용가능한 일 실시예의 진공증착막 두께에 대한 계산 과정을 설명하기 위한 그래프이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 진공증착장치의 개략적인 구성도이다.
도 5는 도 1 또는 도 4의 장치에 채용가능한 일 실시예의 셔터 구조를 나타낸 도면이다.
도 6은 도 1 또는 도 4의 장치에 채용가능한 일 실시예의 센서 구조를 나타낸 도면이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 의한 실시예들을 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 진공증착장치의 개략적인 구성도이다.
도 1을 참조하면, 진공증착장치(100)는 챔버(110), 기판(120), 소스공급부(130), 센서(140), 제어부(150), 및 셔터(160)를 구비한다.
본 실시예에 따른 진공증착장치(100)는 수정진동자 센서(140)를 이용하는 진공증착장치로서 셔터(160)를 이용하여 주기적으로 짧은 시간 동안에만 센서(140)를 사용하고, 셔터(160)를 닫은 시간 동안에는 센서(140)를 사용한 시간 동안의 증착율을 이용하여 처리하며, 이러한 방식을 통해 진공증착장치에 사용되는 수정진동자 센서(140)의 수명을 획기적으로 연장시켜 진공증착장치의 효율을 향상시키는 것을 주된 기술적 특징으로 한다.
즉, 진공증착장치(100)는 하나의 수정진동자 센서(140)를 이용하여 기판(120)상에 형성되는 두꺼운 진공증착막(이하, 간단히 후막이라고도 한다)의 두께를 모니터링하고 계산함으로써, 전체적으로 원하는 두께의 후막이 코팅될 때까지 하나의 센서(140)로 후막의 두께를 모니터링하는 것을 주된 기술적 특징으로 한다.
바람직한 일 실시예에서, 진공증착장치(100)의 제어부(150)는 셔터(160)를 닫은 제2 시간 동안의 증착율이 셔터(160)를 개방한 제1 시간 동안의 증착율과 실질적으로 동일하게 되도록 소스공급부(130)의 동작을 제어할 수 있다.
각 구성요소를 좀더 구체적으로 설명하면, 챔버(110)는 진공 증착 공정이 수행되는 공간을 형성하는 장치이다. 챔버(110)는 내부에 분위기를 진공으로 형성하고 유지하기 위한 수단과 내부에 기판(120)을 지지하기 위한 수단을 구비한다.
기판(120)은 소자나 집적 회로를 제작하는 데 기본적으로 사용되는 실리콘 기판을 포함한다. 기판(120)는 챔버(110) 내에서 소정의 기판 지지수단에 의해 지지될 수 있다.
소스공급부(130)는 기판(120)상에 소정의 박막이나 후막을 형성하기 위한 물질을 공급하는 수단이다. 본 실시예에서 소스공급부(130)는 챔버(110) 내에서 기판(120)과 마주하여 배치되는 진공증발원을 포함한다. 진공증발원은 저항가열식 진공증착 방식으로 진공 분위기에서 금속, 화합물, 또는 합금을 가열하여 용융상태로부터 증발시켜 증발된 입자들을 기판(120)의 표면에 증착시킬 수 있다.
센서(140)는 기판(120)의 표면에 증착되는 막의 두께를 모니터링하거나 측정하기 위한 수단이다. 본 실시예에서 센서(140)는 진공증착 공정에 많이 사용되는 있는 수정진동자를 이용한 센서로 구현된다.
셔터(160)는 소스공급부(130)로부터 증발되는 입자들이 제1 시간 동안에는 센서(140)의 표면에 증착되고, 제2 시간 동안에는 센서(140)의 표면에 증착되지 않도록 센서(140)의 적어도 일부 표면을 선택적으로 포위하는 수단이다. 셔터(160)는 전술한 기능을 수행할 수 있다면 다양한 구조와 형태로 구현될 수 있다.
제어부(150)는 센서(140)에서 출력되는 진동수의 변화량을 감지하고, 감지된 진동수의 변화에 기초하여 기판(120)상에 형성되고 있는 막 두께를 계산한다. 또한, 제어부(150)는 셔터(160)의 동작을 제어한다. 제어부(150)의 제어에 의해 셔터(160)는 제1 시간 동안 개방 상태를 유지하고, 제2 시간 동안 폐쇄 상태를 유지할 수 있다. 제어부(150)는 마이크로프로세서나 그 일부 기능 또는 플립플롭을 이용한 논리회로 등으로 구현될 수 있다.
본 실시예에서, 제어부(150)는 증착 공정이 진행되는 중에 셔터(160)를 이용하여 센서(140)를 주기적으로 사용하고, 셔터(160)를 닫아 센서(140)를 사용하지 않는 시간 동안의 증발율이 셔터(160)를 개방하는 시간 동안의 증발율에 의해 결정되는 증발율 함수를 통해 기판상에 형성되는 후막의 전체 두께나 시간대별 증발율의 변화를 모니터링 한다.
본 실시예의 구성에 의하면, 기존의 진공증착장치에서 수정진동자 센서를 이용하여 기판상에 형성되는 막 두께를 모니터링할 때 센서가 증착공정이 완료되기 전에 수명이 다하는 문제를 해결할 수 있다.
즉, 기존의 대부분의 진공증착장치에서는 수정진동자 센서를 이용하여 기판상에 형성되는 막 두께를 모니터링 함으로써 공정조건을 유지한다. 예컨대, 진공증발원에서 증발된 물질이 기판상에 증착될 뿐만 아니라 센서 위에도 증착되는 데, 이때 진동하고 있던 센서에서는 진동수의 변화가 발생하게 된다. 이러한 진동수의 변화량은 증착 두께와 관련된 파라메타(parameter)이므로, 그 값은 현재 챔버에서 증발되어 임의의 시간에 기판상에 증착되는 물질의 양으로 표시될 수 있다. 한편, 수정진동자 센서는 보통 수십 마이크로미터 이상이 코팅되면 수명이 다하기 때문에 기존 진공증착장치를 이용한 후막 코팅시에는 증착 공정이 끝나기 전에 센서의 수명이 다하는 문제가 있다. 하지만, 본 실시예에 진공증착장치의 구성에 의하면, 진공 증착 공정 중에 셔터를 이용하여 센서를 주기적으로 짧은 시간 동안에만 작동시키고 셔터를 닫은 시간 동안의 증착율은 셔터를 개방한 시간 동안의 증착율을 이용하여 계산함으로써 후막 코팅시 증착 공정이 완료되기 전에 센서의 수명이 하다는 것을 방지할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 진공증착막의 두께 모니터링 방법에 대한 순서도이다.
도 2를 참조하면, 진공증착막의 두께 모니터링 방법(이하, 간략히 두께 모니터링 방법이라고 한다)은 우선 두께 모니터닝 방법을 채용하는 진공증착장치의 제어부에서 진공 증착 공정이 진행되는 중에 기판의 표면에 형성되는 진공증착막의 두께를 모니터링하거나 측정하기 위한 센서 앞에 배치되는 셔터를 제1 시간 동안 개방한다(S210). 본 단계(S210)에 있어서, 센서의 어느 표면상에는 기판상에 증착되는 물질과 동일한 물질이 실질적으로 동일한 증착율로 증착된다. 여기서, 센서가 수정진동자 방식의 센서라면, 센서는 그 일측 표면에 증착되는 물질의 두께에 따라 진동수의 변화를 출력할 수 있다.
다음, 제어부는 진공 증착 공정 중에 셔터를 제2 시간 동안 폐쇄한다(S220). 제2 시간은 제1 시간의 다음에 연속적으로 이어지는 것이 바람직하다. 또한, 제2 시간은 제1 시간보다 긴 것이 바람직하다. 셔터를 닫는 제2 시간이 셔터가 열리는 제1 시간보다 길게 제어되면, 진공 증착 공정에 수정진동자 센서의 표면에 증착되는 물질의 두께를 감소시켜, 센서의 수명을 2배 이상으로 연장되도록 할 수 있다.
다음, 제어부는 기판상에 제2 시간 동안 형성되는 막의 두께 또는 증착율을 제1 시간 동안 모니터링된 또는 검출된 막의 두께 또는 증착율에 기초하여 처리한다(S230).
예를 들면, 제어부는 실제로 센서가 작동하지 않는 제2 시간 동안에 기판상에 형성되는 진공증착막의 증착율을 제1 시간 동안에 기판상에 형성되는 진공증착막의 증착율과 동일한 값으로 처리할 수 있다.
일 실시예로서, 제어부는 제1 시간 동안의 진공증착막의 증착율과 동일하게 제2 시간 동안의 진공증착막의 증착율이 유지되도록 소스공급부의 동작을 제어할 수 있다.
또 다른 예를 들면, 제2 시간 동안의 증착율은 제1 시간 동안의 증착율과 동일하지 않을 수 있다. 일 실시예로서, 진공 증착 공정에서의 증착율이 시간의 흐름에 따라 소정의 예측된 또는 기설정된 곡선을 따라 변하는 경우, 제2 시간 동안의 진공증착막의 증착율은 제1 시간 동안의 진공증착막의 증착율에 기초하여 용이하게 얻을 수 있다.
본 실시예에 따르면, 진공증착장치의 챔버 내에 설치되는 수정진동자 방식의 센서를 간헐적인 또는 주기적인 제2 시간 동안에 작동 정지시키고, 그것에 의해 센서의 수명을 연장함으로써 후막의 증착 공정 시에도 수정진동자 센서를 통해 기판상의 막 두께를 모니터링하거나 측정할 수 있다.
도 3은 도 1의 장치 또는 도 2의 방법에 채용가능한 일 실시예의 진공증착막 두께에 대한 계산 과정을 설명하기 위한 그래프이다.
도 3을 참조하면, 진공증착장치의 제어부는 진공 증착 공정 중에 제1 시간(310) 동안 셔터를 개방하고 셔터를 통과하여 센서의 표면에 증착되는 물질의 변화량을 통해 기판상의 증착율을 모니터링하고, 제2 시간(320) 동안 셔터를 닫고 센서에 증착 물질이 코팅되지 않도록 한다. 그리고, 제2 시간을 포함한 진공 증착 공정의 전체적인 경과시간 동안 기판상에 코팅된 물질의 증착율과 진공증착막의 두께를 계산한다.
여기서, 제어부는 제2 시간 동안의 증착율을 제2 시간에 인접한 제2 시간을 이용하여 얻는다. 즉, 제어부는 b1 시간 동안의 증착율을 인접한 제1 시간들인 a1 시간 및/또는 a2 시간의 증착율에 기초하여 처리한다. 이와 유사한 방식으로, 제어부는 b2 시간 동안의 증착율과 b3 시간 동안의 증착율을 각각 처리한다.
간단한 예를 들면, b1 시간, b2 시간, 및 b3 시간이 500초로 모두 동일하고, a1 시간, a2 시간, 및 a3 시간이 10초로 모두 동일하면, 센서의 수명은 50배 연장된다. 이 경우, 기판상에 코팅된 후막의 두께(T1)는 다음의 수학식 1과 같다.
Figure pat00001
수학식 1에서 증착율(c)은 일정한 것으로 가정한다.
한편, 센서상에 코팅된 막의 두께(T2)는 다음의 수학식 2와 같다.
Figure pat00002
수학식 2에서 증착율(c)은 일정한 것으로 가정한다.
본 실시예에 있어서, 복수의 제1 시간들(310)인 a1 시간, a2 시간, 및 a3 시간은 동일한 시간일 수도 있고, 서로 다른 시간일 수도 있다. 동일한 시간이면, 서로 다른 시간인 경우에 비해 증착율 계산이 용이하다. 제1 시간들(310)의 경우와 유사하게, 복수의 제2 시간들(320)인 b1 시간, b2 시간, 및 b3 시간은 동일한 시간일 수도 있고, 서로 다른 시간일 수도 있다.
본 실시예의 구성에 의하면, 센서의 수명은 제2 시간을 제1 시간으로 나눈 값만큼 증가하게 된다.
도 4는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 진공증착장치의 개략적인 구성도이다.
도 4를 참조하면, 진공증착장치(400)는 챔버(410), 기판(420), 소스공급부(430), 센서(440), 제어부(450), 및 셔터(460)를 구비한다.
본 실시예에서, 소스공급부(430)는 스퍼터링 증착 방식의 장치에 사용되는 스퍼터건(Sputter gun)을 포함한다.
기타 구성요소들, 챔버(410), 기판(420), 센서(440), 제어부(450), 및 셔터(460)에 대한 상세한 설명은 도 1을 참조하여 설명한 진공증착장치의 대응 구성요소들, 챔버(110), 기판(120), 센서(140), 제어부(150), 및 셔터(160)와 실질적으로 동일하므로 중복을 피하기 위해 생략된다.
본 실시예에 따른 진공증착장치(400)는 수정진동자 센서(440)를 이용하는 진공증착장치로서 스퍼터 코팅 공정시 셔터를 닫은 시간 동안의 코팅 양을 셔터를 개방한 시간 동안의 코팅 양에 기초하여 평가함으로써 센서(440)의 표면에 증착되는 물질의 양을 감소시키고, 그것에 의해 센서(440)의 수명을 획기적으로 연장시켜 전체적으로 원하는 두꺼운 막의 코팅이 완료될 때까지 하나의 수정진동자 센서(440)로 진공 증착되는 막 두께를 모니터링할 수 있다.
일 실시예에서, 제어부(450)는 셔터(460)를 닫은 제2 시간 동안의 증착율이 셔터(460)를 개방한 제1 시간 동안의 증착율과 실질적으로 동일하게 되도록 소스공급부(430)의 동작을 제어할 수 있다.
또 다른 일 실시예에서, 제어부(450)는 기설정된 증착율 곡선의 예측값에 따라 셔터(460)를 닫은 제2 시간 동안의 증착율을 제2 시간에 인접하여 이전 또는 이후에 이어지는 셔터(460)를 개방한 제1 시간 동안의 증착율에 기초하여 처리할 수 있다.
본 실시예에 의하면, 기존의 진공증착장치에서 수정진동자 센서를 이용하여 기판상에 형성되는 막 두께를 모니터링할 때 수정진동자 센서가 증착 공정이 완료되기 전에 수명이 다하는 문제를 해결할 수 있다.
게다가. 본 실시예에 의하면, 셔터가 닫힌 제2 시간 동안에 스퍼터건에 의한 플라즈마 노이즈의 영향이 센서에 미치는 것을 차단함으로써 스퍼터건의 플라즈마 노이즈에 의해 센서 성능의 저하를 감소시킬 수 있다.
여기서, 플라즈마 노이즈는 스퍼터링에 의한 피막의 제조시에 플라즈마를 발생시키는 스퍼터건에 의해 발생되어 센서에 전달되는데, 센서와 스퍼터건 사이에 금속성 셔터를 설치함으로써 대부분 차단될 수 있다. 스퍼터링에 의한 피막의 제조는 글로 방전에 의해 이온화된 기체인 플라즈마 내에 존재하는 양이온이 음의 바이어스 전압이 인가된 타겟, 즉 증착하고자 하는 물질 또는 이 물질을 포함하는 소스에 충돌할 때 양이온(입사 이온)의 운동량 전달 과정에서 에너지를 얻은 타켓 표면의 입자가 물질 밖으로 튀어나와 기판에 증착되는 현상을 이용하는 것을 지칭한다.
도 5는 도 1 또는 도 4의 장치에 채용가능한 일 실시예에 따른 센서를 나타낸 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 실시예의 센서(500)는 쿼츠(quartz, 510), 제1 전극(520), 및 제2 전극(530)을 구비한다.
쿼츠(510)는 수정의 결정체에서 적절하게 끊어낸 수정편이다. 제1 전극(520)과 제2 전극(530)은 쿼츠(510)의 양면에 설치되며, 전극들 간에 교류가 통하고 그 주파수가 쿼츠(510)의 기계적 고유진동과 일치할 때 공진 주파수를 발생시키도록 설치된다. 이와 같은 쿼츠의 진동판을 수정진동자라고 한다.
본 실시예에 따른 센서(500)는 전술한 수정진동자를 전기적인 공진회로로 사용하는 발진기(540)를 포함한다. 즉, 진공 증착 장치의 챔버 내에 센서(500)가 설치되면, 제1 전극(520) 표면에 증착되는 증착물질에 따라 쿼츠(510)의 기계적 고유진동주파수에 변화가 발생하고, 이러한 주파수 변화량에 따라 동일한 챔버 내에 설치된 기판상에 증착되는 피막의 두께나 증착율을 모니터링할 수 있다.
도 6은 도 1 또는 도 4의 장치에 채용가능한 일 실시예의 셔터 구조를 나타낸 도면이다.
도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 셔터(shutter, 600)는 몸체(610), 윈도우(620), 및 지지부(630)를 구비한다.
몸체(610)는 진공증착장치의 챔버 내에서 수정진동자를 구비한 센서와 소스공급부 사이에 배치되어 소스공급부로부터 증발된 물질이 센서로 진행하는 것을 막을 수 있도록 설치된다. 이러한 몸체(610)는 판(Plate) 형태나 돔(Dome) 형태나 상자(Box) 형태를 구비할 수 있다.
윈도우(620)는 몸체(610)의 적어도 일부를 이동 또는 개방하여 소스공급부로부터 증발된 물질이 센서로 이동하여 센서의 표면에 증착되는 것을 허용하도록 설치된다. 윈도우(620)는 복수의 조각이 돔 형태로 닫혀 있다가 나선형으로 이동하여 몸체(610)의 대략 중앙부에 원형의 윈도우(Window) 또는 개구부를 형성하도록 설치될 수 있다.
지지부((630)는 일단이 챔버의 내벽에 고정되고 타단이 셔터(600)에 연결되어 셔터(600)를 지지하도록 설치된다. 지지부(630)의 내부 공간을 통해 제어부와 연결되는 배선이 설치될 수 있다.
본 실시예에 의하면, 진공증착장치의 챔버 내에 설치된 센서의 전면에 셔터를 설치함으로써, 수정진동자를 이용하여 기판상에 증착되는 피막 두께를 측정하는 센서의 수명을 연장할 수 있다. 아울러, 스퍼터핑 진공증착장치에 있어서, 스퍼터건에 의한 플라즈마 노이즈에 의해 센서가 성능이 저하하는 것을 방지할 수 있다.
이상에서, 바람직한 실시예들을 참조하여 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 상기의 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명은 첨부한 특허청구범위 및 도면 등의 전체적인 기재를 참조하여 해석되어야 할 것이며, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
100, 400: 진공증착장치
110, 410: 챔버
120, 420: 기판
130, 430: 소스공급부
140, 440, 500: 센서
150, 450: 제어부
160, 460, 600: 셔터

Claims (17)

  1. 진공증착장치의 제어부에서 챔버 내의 소스공급부에서 공급되는 물질에 의해 형성되는 기판상의 진공증착막의 두께를 모니터링하는 방법에 있어서,
    상기 진공증착막의 두께 또는 증착율을 검출하기 위한 센서 앞에 배치된 셔터를 제1 시간 동안 개방하는 제1 단계;
    상기 셔터를 제2 시간 동안 폐쇄하는 제2 단계; 및
    상기 제2 시간 동안의 상기 진공증착막의 증착율을 상기 제1 시간 동안 검출된 증착율에 기초하여 처리하는 제3 단계
    를 포함하는 진공증착막의 두께 모니터링 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 시간은 상기 제1 시간에 이어지는 것을 특징으로 하는 진공증착막의 두께 모니터링 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 단계, 상기 제2 단계, 및 상기 제3 단계는 기재된 순서대로 복수회 반복 수행되는 것을 특징으로 하는 진공증착막의 두께 모니터링 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제3 단계는 적어도 1회의 상기 제1 시간과 상기 제2 시간의 합에 상기 제1 시간의 증착율을 곱하여 상기 기판상에 코팅된 상기 진공증착막의 두께를 산출하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 진공증착막의 두께 모니터링 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제2 시간의 증착율이 상기 제1 시간의 증착율과 동일하도록 상기 소스공급부를 제어하는 단계를 더 포함하는 진공증착막의 두께 모니터링 방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 센서는 수정진동자를 이용하는 것인 진공증착막의 두께 모니터링 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 진공증착장치는 진공증발원을 이용하는 진공 열증착 방식의 장치 또는 스퍼터건(Sputter gun)을 이용하는 스퍼터링 증착 방식의 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공증착막의 두께 모니터링 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 셔터는 상기 진공증발원 또는 상기 스퍼터 건과 상기 센서 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 진공증착막의 두께 모니터링 방법.
  9. 내부에 진공 분위기를 형성하는 챔버;
    상기 챔버 내에 배치되는 기판;
    상기 기판상에 증착되는 물질을 공급하는 소스공급부;
    상기 소스공급부와 마주하며 상기 소스공급부보다 상기 기판에 인접하게 배치되는 센서;
    상기 센서에서 출력되는 진동수 변화에 기초하여 상기 기판상에 형성되는 진공증착막의 두께를 모니터링하고 상기 두께를 산출하는 제어부; 및
    상기 소스공급부에서 공급되는 물질이 상기 센서로 진행하는 것을 선택적으로 허용 또는 차단하는 셔터
    를 포함하는 진공증착장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 소스공급부에서 공급되는 물질로 상기 기판상에 진공증착막을 형성하는 중에, 상기 제어부는 상기 셔터를 제1 시간동안 개방하고, 제2 시간동안 폐쇄하며, 상기 제1 시간 동안의 증착율에 기초하여 상기 제2 시간 동안의 증착율을 처리하는 것을 특징으로 하는 진공증착장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제2 시간은 상기 제1 시간에 이어지는 것을 특징으로 하는 진공증착장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제1 시간 및 상기 제2 시간이 교대로 반복되도록 상기 셔터의 개방 상태 또는 닫힘 상태를 제어하는 것을 특징으로 하는 진공증착장치.
  13. 제9항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제1 시간과 상기 제2 시간의 합에 상기 제1 시간의 증착율을 곱하여 상기 기판상에 코팅된 상기 진공증착막의 두께를 산출하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 진공증착장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제2 시간의 증착율이 상기 제1 시간의 증착율과 동일하도록 상기 소스공급부를 제어하는 것을 특징으로 하는 진공증착장치.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 센서는 수정진동자를 이용하는 것인 진공증착장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 진공증착장치는 진공증발원을 이용하는 진공 열증착 방식의 장치 또는 스퍼터건(Sputter gun)을 이용하는 스퍼터링 증착 방식의 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공증착장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 셔터는 상기 진공증발원 또는 상기 스퍼터건과 상기 센서 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 진공증착장치.
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