KR20120109436A - Evaporation device having thickness monitor device - Google Patents

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KR20120109436A
KR20120109436A KR1020120091635A KR20120091635A KR20120109436A KR 20120109436 A KR20120109436 A KR 20120109436A KR 1020120091635 A KR1020120091635 A KR 1020120091635A KR 20120091635 A KR20120091635 A KR 20120091635A KR 20120109436 A KR20120109436 A KR 20120109436A
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Abstract

PURPOSE: Deposition equipment equipped with a film thickness measuring device is provided to improve reliability of film thickness measurement by blocking a part of evaporation material through a cylindrical shield and minimizing the contamination of a sensor. CONSTITUTION: A substrate(S) is placed in an upper space inside a deposition chamber(20). A deposition material feeder(30) is placed at a lower space inside the deposition chamber. A film thickness measuring device(40) is arranged between the substrate and the deposition material feeder. A film thickness meter(41) produces film thickness which is deposited on the substrate by measuring evaporation rate of evaporated material. A barrel shield(45) induces a part of material evaporated from an evaporation source toward the film thickness meter.

Description

막두께 측정장치를 구비한 증착 장비{EVAPORATION DEVICE HAVING THICKNESS MONITOR DEVICE}Evaporation Equipment with Film Thickness Measurement Equipment {EVAPORATION DEVICE HAVING THICKNESS MONITOR DEVICE}

본 발명은 반도체, OLED 등의 증착 장비에 구비되는 막두께 센서(thickness monitor)에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a film thickness sensor provided in deposition equipment such as semiconductors and OLEDs.

일반적으로 반도체, OLED 등의 기판을 제조하기 위해서는 박막을 증착하는 증착 장비가 이용된다.Generally, in order to manufacture a substrate such as a semiconductor and an OLED, a deposition apparatus for depositing a thin film is used.

증착 장비는 주로 진공 열 증착장비(Thermal evaporation system)가 이용된다.Deposition equipment is mainly used a thermal evaporation system (Thermal evaporation system).

진공 열 증착장비는 증착 챔버의 상부에 증착 공간부가 마련되고, 그 하부에 증착 물질을 제공하는 소스(source) 및 이를 가열하여 증착물질을 증발시키는 가열기구가 구비된다.The vacuum thermal evaporation apparatus is provided with a deposition space portion on the upper portion of the deposition chamber, a source for providing a deposition material below and a heating mechanism for evaporating the deposition material by heating it.

특히 증착 챔버의 내부에는 기판에 증착되는 박막의 두께를 환산하여 계산할 수 있도록 상기 소스에서 증발된 증착 물질의 증발량을 측정하는 막두께 측정기(thickness monitor)가 구비된다.In particular, the thickness chamber is provided inside the deposition chamber to measure the evaporation amount of the deposition material evaporated from the source to calculate the thickness of the thin film deposited on the substrate.

도 1은 대한민국 등록실용신안20-0218573호에 개시된 막두께 측정기를 보여주는 도면이다.1 is a view showing a film thickness meter disclosed in the Republic of Korea Utility Model Registration No. 20-0218573.

도 1을 참고하면, 종래 막두께 측정기는 씨크니스 모니터 헤드(12)의 앞쪽에 크리스탈 센서(13)가 구비된다.Referring to FIG. 1, the conventional film thickness meter is provided with a crystal sensor 13 in front of the thinness monitor head 12.

이러한 막두께 측정기의 앞쪽에는 증발 물질의 일부를 차단하면서 막두께를 측정할 수 있도록 그물 구조로 이루어진 그리드(17) 및 이를 지지하는 그리드 지지대(16)가 구비된다.The front of the film thickness meter is provided with a grid 17 made of a net structure and a grid support 16 for supporting the film thickness so as to measure the film thickness while blocking a part of the evaporation material.

그러나, 상기한 바와 같은 막두께 측정기는 앞쪽에 그리드(17)가 구비되어 있기 때문에 초기 측정시에는 증발 물질의 일부를 차단하면서 막두께의 측정이 가능하나, 어느 정도 시간이 경과하게 되면, 그리드(17)에 증발 물질의 입자들이 축적되면서 그리드가 막히는 문제가 발생되고, 이에 따라 막두께 측정이 불가능해질 수 있는 문제점이 있다.However, since the film thickness gauge as described above is provided with a grid 17 on the front side, it is possible to measure the film thickness while blocking a part of the evaporation material during the initial measurement. The problem that the grid is clogged as the particles of evaporation material accumulate in 17) causes a problem that the film thickness measurement is impossible.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 막두께 측정기의 앞쪽에 통형 쉴드를 구비하여, 증발 물질의 일부를 차단함으로써 센서부분의 오염을 최소화하여, 장시간 사용하더라도 막두께 측정의 신뢰성을 유지할 수 있는 동시에 센서의 수명을 연장할 수 있고, 공정 중단 없이 상당 시간 동안 연속적인 공정 진행이 가능하도록 하여, 증착 공정의 효율성 향상에 기여할 수 있는 막두께 측정장치를 구비한 증착 장비를 제공하는 데 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, and provided with a cylindrical shield on the front of the film thickness meter, by blocking a part of the evaporation material to minimize contamination of the sensor portion, even if used for a long time to improve the reliability of the film thickness measurement To provide a deposition equipment with a film thickness measurement device that can maintain and extend the life of the sensor and allow continuous processing for a long time without process interruption, thereby contributing to the efficiency of the deposition process. There is a purpose.

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 증착 장비는, 증착 챔버와, 상기 증착 챔버의 내부의 하측에 배치되며 증착물질이 저장되는 용기와, 상기 용기를 가열하는 가열장치로 구성되는 증착물질 공급장치와, 상기 증착물질 공급장치의 상부에 배치되는 막두께 측정장치를 포함하고, 상기 막두께 측정장치는, 상기 용기의 배출구의 상부에 유입구가 배치되며 대각선방향으로 길게 연장되어 상기 용기의 배출구에서 배출되는 증발물질을 유도하는 유도부를 가지는 통형 쉴드와, 상기 통형 쉴드의 유도부와 연결되는 막두께 측정기와, 상기 통형 쉴드를 가열하는 가열 기구를 포함하여 구성될 수 있다.The deposition apparatus according to the present invention for realizing the above object is, the deposition material supplying the deposition chamber consisting of a deposition chamber, a container disposed below the interior of the deposition chamber, the deposition material is stored, and a heating device for heating the container And a film thickness measurement device disposed on top of the deposition material supply device, wherein the film thickness measurement device has an inlet disposed on an upper portion of the discharge port of the container and extends in a diagonal direction to extend from the discharge port of the container. It may comprise a cylindrical shield having an induction part for inducing the evaporated material discharged, a film thickness meter connected to the induction part of the cylindrical shield, and a heating mechanism for heating the cylindrical shield.

상기한 바와 같은 본 발명의 주요한 과제 해결 수단들은, 아래에서 설명될 '발명의 실시를 위한 구체적인 내용', 또는 첨부된 '도면' 등의 예시를 통해 보다 구체적이고 명확하게 설명될 것이며, 이때 상기한 바와 같은 주요한 과제 해결 수단 외에도, 본 발명에 따른 다양한 과제 해결 수단들이 추가로 제시되어 설명될 것이다.The main problem solving means of the present invention as described above, will be described in more detail and clearly through examples such as 'details for the implementation of the invention', or the accompanying 'drawings' to be described below, wherein In addition to the main problem solving means as described above, various problem solving means according to the present invention will be further presented and described.

본 발명에 따른 막두께 측정장치를 구비한 증착 장비는, 막두께 측정기의 앞쪽에 통형 쉴드가 구비되어 증발 물질들 중 일부만을 도입하여 막두께를 측정할 수 있도록 구성되기 때문에 센서부분의 오염을 최소화하여, 장시간 사용하더라도 막두께 측정의 신뢰성을 유지할 수 있는 동시에 센서의 수명을 연장할 수 있고, 공정 중단 없이 상당 시간 동안 연속적인 공정 진행이 가능하게 되어 증착 공정의 효율성 향상에 기여할 수 있는 효과를 제공한다.The deposition equipment having the film thickness measuring apparatus according to the present invention is provided with a cylindrical shield in front of the film thickness meter, and is configured to measure the film thickness by introducing only some of the evaporation materials to minimize contamination of the sensor part. Therefore, even if it is used for a long time, it is possible to maintain the reliability of the film thickness measurement and extend the life of the sensor, and it is possible to continue the process for a considerable time without stopping the process, thereby contributing to the improvement of the efficiency of the deposition process. do.

도 1은 선행기술의 막두께 측정장치가 도시된 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 막두께 측정장치를 구비한 증착 장비의 구성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 막두께 측정장치의 일 실시예를 보여주는 도면이다.
도 4 내지 도 7은 본 발명에 따른 막두께 측정장치의 통형 쉴드가 도시된 단면도이다.1 is a block diagram showing a film thickness measuring apparatus of the prior art.
2 is a block diagram of a deposition apparatus having a film thickness measuring apparatus according to the present invention.
3 is a view showing an embodiment of a film thickness measuring apparatus according to the present invention.
4 to 7 are cross-sectional views showing a cylindrical shield of the film thickness measuring apparatus according to the present invention.

첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명에 따른 막두께 측정장치를 구비한 증착 장비를 보여주는 전체 구성도이고, 도 3은 막두께 측정장치를 보여주는 분해사시도이다.Figure 2 is an overall configuration showing a deposition equipment having a film thickness measuring apparatus according to the present invention, Figure 3 is an exploded perspective view showing a film thickness measuring apparatus.

도 2를 참조하면, 증착 장비는, 기판(S)이 도입되어 증착이 이루어지는 증착 챔버(20)가 구비된다.Referring to FIG. 2, the deposition apparatus includes a deposition chamber 20 in which a substrate S is introduced and deposition is performed.

증착 챔버(20)의 내부에는 상측 공간에 기판(S)이 위치되고, 하측 공간에 증착 물질을 공급하는 증발원인 증착물질 공급장치(30)가 위치되게 구성되는 것이 바람직하다. 하지만 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 하측 공간에 기판(S)이 위치되고 상측 공간에 증착물질 공급장치(30)가 위치되게 구성되거나, 기판(S)이 수직 또는 경사 방향으로 배치된 상태에서 기판(S)의 앞쪽에 증착물질 공급장치(30)가 위치되게 구성되는 것도 가능하다.In the deposition chamber 20, the substrate S is positioned in the upper space, and the deposition material supply device 30, which is an evaporation source for supplying the deposition material to the lower space, is preferably configured. However, the present invention is not limited thereto, but the substrate S is positioned in the lower space and the deposition material supply device 30 is positioned in the upper space, or the substrate S is disposed in a vertical or inclined direction. It is also possible to configure the deposition material supply device 30 in front of the).

이러한 기판(S) 및 증착물질 공급장치(30)의 배치 구성은 실시 조건에 따라 공지의 구조를 이용하여 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.The arrangement of the substrate S and the deposition material supply device 30 may be variously changed using a known structure according to the implementation conditions.

도면에 예시하지는 않았지만, 기판(S)은 마스크와 합착된 상태에서 프레임 등의 지지 구조물 또는 이송 구조물에 지지된 상태로 챔버 내에 위치되는 것이 바람직하다.Although not illustrated in the drawings, it is preferable that the substrate S is positioned in the chamber while being supported by a support structure such as a frame or a transport structure in a state of being bonded to the mask.

증착물질 공급장치(30)는 본 발명의 증발원을 구성하는 부분으로서, 통상적으로 사용되는 포인트 소스(Point source), 리니어 소스(Linear source) 등으로 구성될 수 있다. 또한 증발원에는 증착물질이 저장된 용기(또는 도가니)(31)는 가열하는 가열장치(33)가 구비된다.The deposition material supply device 30 is a part constituting the evaporation source of the present invention, and may be composed of a point source, a linear source, and the like that are commonly used. In addition, the evaporation source is provided with a heating device 33 for heating the container (or crucible) 31 in which the deposition material is stored.

한편, 증착 챔버(20)의 내부에는 도면에 예시하지는 않았지만 증착 공정을 위한 여러 공지 구성이 구비될 수 있다.On the other hand, although not illustrated in the figure inside the deposition chamber 20 may be provided with various known configurations for the deposition process.

특히, 증착 챔버(20) 내부에는 기판(S)과 증착물질 공급장치(30) 사이의 공간에 배치되어 기판(S)에 증착되는 막두께를 측정할 수 있는 막두께 측정장치(40)가 구비된다.In particular, the deposition chamber 20 has a film thickness measurement device 40 disposed in the space between the substrate S and the deposition material supply device 30 to measure the film thickness deposited on the substrate S. do.

도 2 내지 도 6을 참조하여, 막두께 측정기(thickness monitor)(41)를 포함한 본 발명에 따른 막두께 측정장치(40)를 설명한다.2 to 6, a film thickness measuring apparatus 40 according to the present invention including a thickness monitor 41 will be described.

막두께 측정기(41)는 증착물질 공급장치(30)로부터 증발하는 물질의 상태 즉, 증발 물질의 증발 속도 또는 증발량 등을 측정하여 기판(S)에 증착되는 막두께를 산출할 수 있도록 구성된 것으로, 공지의 증착 장비에 사용되는 다양한 종류의 막두께 측정기(41)를 이용하여 구성할 수 있다.The film thickness measuring device 41 is configured to calculate the film thickness deposited on the substrate S by measuring the state of the material evaporating from the deposition material supply device 30, that is, the evaporation rate or the amount of evaporation of the evaporation material. It can be configured using various kinds of film thickness meter 41 used in known deposition equipment.

통상 막두께 측정기(41)는 앞서 배경기술에서 살펴본 바와 같이, 모니터 헤드 또는 바디(42)(이하 '바디'로 통칭하여 설명함)의 앞쪽에 크리스탈 센서(43)가 구비된 구성으로 이루어져, 증발원으로부터 제공되는 증발 물질의 증발속도를 측정하여 기판(S)에 증착되는 박막의 두께를 산출할 수 있도록 구성된다.Typically, the film thickness meter 41 has a configuration in which the crystal sensor 43 is provided in front of the monitor head or the body 42 (hereinafter, collectively referred to as a body), as described in the background art. It is configured to calculate the thickness of the thin film deposited on the substrate (S) by measuring the evaporation rate of the evaporation material provided from.

이와 같은 막두께 측정기(41)는 증착 챔버(20)의 내벽에 고정되며, 막두께 측정기(41)의 앞쪽에는 증발원으로부터 증발하는 물질의 일부를 막두께 측정기(41) 쪽으로 유도하는 통형 쉴드(45)가 구비된다.Such a film thickness meter 41 is fixed to the inner wall of the deposition chamber 20, the front of the film thickness meter 41 is a cylindrical shield 45 for inducing a part of the material evaporated from the evaporation source toward the film thickness meter 41. ) Is provided.

통형 쉴드(45)는 증발 물질이 통과하여 막두께 측정기(41)의 크리스탈 센서(43)에 도달할 수 있도록 전체적으로 통형 구조로 형성되는데, 막두께 측정기(41)의 바디(42)에 장착되는 고정부(46)와, 이 고정부(46)의 앞쪽에서 통형 구조로 길게 연결되어 증발 물질을 유도하는 유도부(47)로 구성되는 것이 바람직하다.The cylindrical shield 45 is formed in an overall cylindrical structure to allow evaporation material to pass through to reach the crystal sensor 43 of the film thickness meter 41, and is mounted on the body 42 of the film thickness meter 41. It is preferable that the front part 46 and the induction part 47 which is long connected in a tubular structure in front of the fixing part 46 to induce evaporation material.

이때, 고정부(46)는 통형 쉴드(45)를 막두께 측정기(41)의 바디(42)에 고정할 수 있는 구조이면 막두께 측정기(41)의 바디(42) 구조에 따라 다양하게 변형하여 구성할 수 있다.At this time, the fixing part 46 is a structure capable of fixing the cylindrical shield 45 to the body 42 of the film thickness meter 41 and variously deformed according to the structure of the body 42 of the film thickness meter 41. Can be configured.

유도부(47)는 긴 통형 구조로 증발 물질을 유입할 수 있는 구조이면, 도 4에 도시된 바와 같이 직경이 일정한 통형 구조, 도 5에 도시된 바와 같이 증발 물질 유입 방향으로 직경이 점차 작아지는 통형 구조, 도 6에 도시된 바와 같이 증발 물질 유입 방향으로 직경이 점차 커지는 통형 구조 등으로 구성할 수 있다. 도 4 내지 도 6에서 동일한 구성 부분에 대해서는 동일한 도면 번호를 부여하였다.If the induction part 47 is a structure capable of introducing the evaporation material in a long cylindrical structure, a cylindrical structure having a constant diameter as shown in Figure 4, a cylindrical shape gradually decreasing in the evaporation material inflow direction as shown in FIG. The structure, as shown in Figure 6 may be configured as a cylindrical structure that gradually increases in diameter in the evaporation material inflow direction. In FIG. 4 to FIG. 6, the same reference numerals are assigned to the same components.

이때, 유도부(47)는 도 2에 예시된 바와 같이 증발원 즉, 증착물질 공급장치(30)의 용기(31)의 배출구(32) 방향으로 길게 배치되어 구성되는 것이 바람직하다. 즉, 유도부(47)는 용기(31)의 배출구(32)를 향하여 대각선방향으로 길게 연장되며, 용기(31)의 배출구(32)에서 배출되는 증발물질이 유도부(47)의 유입구(44)로 원활하게 유입되도록 유도부(47)의 유입구(44)는 용기(31)의 배출구(32)의 상부에서 용기(31)의 배출구(32)를 향하도록 배치된다.In this case, the induction part 47 is preferably configured to be disposed long in the evaporation source, that is, the discharge port 32 direction of the container 31 of the deposition material supply device 30, as illustrated in FIG. That is, the induction part 47 extends diagonally long toward the outlet 32 of the container 31, and the evaporation material discharged from the outlet 32 of the container 31 is directed to the inlet 44 of the induction part 47. The inlet 44 of the induction part 47 is disposed to face the outlet 32 of the container 31 at the top of the outlet 32 of the container 31 so as to smoothly flow.

상기와 같이 구성되는 통형 쉴드(45)는 강성 유지 및 증착 물질이 들러붙는 것을 최소화할 수 있도록 스테인리스 스틸 소재로 이루어지는 것이 바람직하고, 그 표면은 샌드 블라스팅 처리되어 가공될 수 있다.Cylindrical shield 45 is configured as described above is preferably made of a stainless steel material to maintain the rigidity and to minimize the adhesion of the deposition material, the surface may be sandblasted processing.

한편, 통형 쉴드(45)는 가열 기구(49)에 의해 가열될 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.On the other hand, the cylindrical shield 45 is preferably configured to be heated by the heating mechanism 49.

이때 가열 기구(49)는 도 2에 예시된 바와 같이 통형 쉴드(45)의 외면에 코일 구조로 설치된 히터로 구성될 수 있다.At this time, the heating mechanism 49 may be configured as a heater installed in a coil structure on the outer surface of the cylindrical shield 45 as illustrated in FIG.

이외에도 통형 쉴드(45)를 가열할 수 있는 공지의 가열장치이면 다양하게 채택하여 이용할 수 있다. 예를 들면, 통형 쉴드(45) 인근에 설치된 레이저 가열장치를 이용하여 통형 쉴드(45)를 가열하도록 구성할 수 있는 것이다.In addition, if it is a well-known heating apparatus which can heat the cylindrical shield 45, it can adopt variously and can use. For example, it can be configured to heat the cylindrical shield 45 using a laser heating device installed in the vicinity of the cylindrical shield 45.

한편, 도 7에 예시된 바와 같이 통형 쉴드(45)에서 막두께 측정기(41)의 바로 앞쪽 부분인 유도부(47)의 끝단 또는 고정부(46)의 시작 부분에는 외부로 관통되는 하나 또는 그 이상의 홀(48)이 형성될 수 있다.Meanwhile, as illustrated in FIG. 7, one or more penetrating to the outside of the end portion of the induction part 47 or the beginning of the fixing part 46, which is the front part of the film thickness meter 41, in the cylindrical shield 45. Holes 48 may be formed.

이는 통형 쉴드(45) 내로 증발 물질이 보다 원활하게 유입될 수 있도록 하기 위해 구성된 것이다.This is configured to allow the evaporation material to flow into the cylindrical shield 45 more smoothly.

상기한 바와 같은, 본 발명의 실시예들에서 설명한 기술적 사상들은 각각 독립적으로 실시될 수 있으며, 서로 조합되어 실시될 수 있다. 또한, 본 발명은 도면 및 발명의 상세한 설명에 기재된 실시예를 통하여 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.As described above, the technical ideas described in the embodiments of the present invention can be performed independently of each other, and can be implemented in combination with each other. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is evident that many alternatives, modifications, and variations will be apparent to those skilled in the art. It is possible. Accordingly, the technical scope of the present invention should be determined by the appended claims.

Claims (3)

증착 챔버;
상기 증착 챔버의 내부의 하측에 배치되며 증착물질이 저장되는 용기와, 상기 용기를 가열하는 가열장치로 구성되는 증착물질 공급장치; 및
상기 증착물질 공급장치의 상부에 배치되는 막두께 측정장치를 포함하고,
상기 막두께 측정장치는,
상기 용기의 배출구의 상부에 유입구가 배치되며 대각선방향으로 길게 연장되어 상기 용기의 배출구에서 배출되는 증발물질을 유도하는 유도부를 가지는 통형 쉴드;
상기 통형 쉴드의 유도부와 연결되는 막두께 측정기; 및
상기 통형 쉴드를 가열하는 가열 기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 증착 장비.A deposition chamber;
A deposition material supply device disposed below the interior of the deposition chamber and configured to include a container in which deposition material is stored, and a heating device for heating the container; And
A film thickness measurement device disposed on the deposition material supply device,
The film thickness measuring device,
A cylindrical shield having an inlet disposed above the outlet of the vessel and extending in a diagonal direction to induce evaporation material discharged from the outlet of the vessel;
A film thickness meter connected to the induction part of the cylindrical shield; And
And a heating mechanism for heating the cylindrical shield. 청구항1에 있어서,
상기 통형 쉴드의 유도부의 직경은 점차 변화하는 것을 특징으로 하는 증착 장비.The method according to claim 1,
Deposition equipment, characterized in that the diameter of the guide portion of the cylindrical shield gradually changes. 청구항1 또는 청구항2에 있어서,
상기 통형 쉴드에는 외부로 관통되는 홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 증착 장비.The method according to claim 1 or 2,
Deposition equipment, characterized in that the through-hole is formed in the cylindrical shield.
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