KR20160080410A - Thin film thickness measurement sensor module and thin film deposition apparatus including the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 박막 증착에 필요한 실시간 두께 측정을 위한 센서 모듈에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 두꺼운 두께의 증착막을 형성함에 있어 증착 완료 시까지 안정적으로 박막 두께를 측정할 수 있는 박막 두께 측정 센서모듈 및 이를 포함한 박막 증착 장비에 관한 것이다.
The present invention relates to a sensor module for real-time thickness measurement required for thin film deposition, and more particularly, to a thin film thickness sensor module capable of measuring a thin film thickness stably until deposition is completed in forming a thick- And a thin film deposition apparatus including the same.
일반적으로, 박막 증착 공정에서는 실시간 두께 및 최종 두께 확인을 위해서 박막두께측정센서를 사용 한다. 실시간 두께 확인을 위한 센서 적용을 통해 공정 재현성과 박막에 대한 기본 품질을 결정할 수 있게 된다. Generally, in thin film deposition process, thin film thickness measurement sensor is used for real time thickness and final thickness. It is possible to determine the process reproducibility and the basic quality of the thin film by applying the sensor for real time thickness confirmation.
도 1은 종래의 박막 두께측정 센서가 구비된 박막 증착 장비를 개략적으로 도시한 도면이다.1 is a schematic view of a conventional thin film deposition apparatus equipped with a thin film thickness measurement sensor.
도 1을 참조하면, 진공증착법 즉 열 증발원(thermal evaporator)을 사용하여 박막을 증착하는 박막 증착 장비(10) 내에는, 하부에 위치하며 박막 증착용 원료가 놓여지는 보트(boat; 20)와, 보트(20) 상에 박막이 증착되는 기판(S)이 배치되고, 기판(S)은 지그(jig; 30) 내에 설치 된다.Referring to FIG. 1, a thin
한편, 기판(S)과 근접하고 실질적으로 기판(S)과 동일한 높이에 박막 두께측정 센서(50)가 위치한다.On the other hand, the thin film
박막 증착이 진행되면, 기판(S)과 박막 두께측정 센서(50)에는 박막이 기판과 동일 수준으로 두께가 형성된다. 이에 따라, 박막 두께측정 센서(50)에 증착된 박막의 두께를 측정함으로써, 기판(S)에 증착된 박막의 두께를 확인할 수 있다. When the thin film deposition proceeds, a thin film is formed on the substrate S and the thin film
이와 같은 박막 두께 측정을 위해서는 센서 모듈(50) 내 막을 센싱할 수 있도록 하는 크리스탈(crystal)센서가 포함되어 있다. 크리스탈 센서의 역할은 실시간으로 증착 되는 막에 대한 센싱을 통한 두께를 확인할 수 있다. 크리스탈 센서의 종류에 따라 측정 가능한 두께의 범위는 상당히 제한적이다. 즉, 박막 수준의 두께인 수 um 정도는 측정이 가능하나 그 이상에서는 센서 수명이 다하여 측정할 수 없게 된다. In order to measure the thickness of the thin film, a crystal sensor for sensing the film in the
X선 검출기 등에 소자에 사용되는 광도전층과 같은 경우는 수백 um 이상 두께를 확보해야 한다. 이처럼 두꺼운 두께의 박막을 증착하는 경우에, 종래의 박막 두께 측정 센서(50)는 박막 증착 진행 도중에 수명이 종료되는 문제가 발생하며, 이에 따라 박막의 두께를 측정할 수 없게 된다. In the case of a photoconductive layer used in an element such as an X-ray detector, a thickness of several hundred μm or more should be secured. In the case of depositing a thin film having such a large thickness, the conventional thin film
이를 개선하기 위해, 다수의 크리스탈 센서를 적용하여 증착 공정 중에 센서가 교체되도록 구성하는 것을 고려해 볼 수 있는데, 이는 센서의 소모량이 상당하여 공정비용이 증가하는 문제가 발생하게 된다.
In order to solve this problem, it is possible to consider a configuration in which a plurality of crystal sensors are applied to replace the sensor during the deposition process. This increases the cost of the sensor due to a considerable consumption of the sensor.
본 발명은 박막 두께 측정 센서의 수명을 향상시킬 수 있는 방안을 제공하는 것에 과제가 있다.
The present invention has a problem to provide a method for improving the life of the thin film thickness measuring sensor.
전술한 바와 같은 과제를 달성하기 위해, 본 발명은 기판과 대향하며, 박막 증착 원료가 놓여진 보트와; 상기 보트의 일측에 위치하는 박막 두께 측정 센서 모듈을 포함하며, 상기 박막 두께 측정 센서 모듈은, 두께 측정 센서와; 상기 두께 측정 센서를 보호하고, 측면에 상기 두께 측정 센서의 센싱면에 대향하는 개구를 갖는 센서커버를 포함하는 박막 증착 장비를 제공한다.In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides a method of manufacturing a thin film deposition apparatus, comprising: a boat facing a substrate, on which a thin film deposition material is placed; And a thin film thickness measuring sensor module located at one side of the boat, wherein the thin film thickness measuring sensor module comprises: a thickness measuring sensor; And a sensor cover that protects the thickness measurement sensor and has an opening on a side surface thereof facing the sensing surface of the thickness measurement sensor.
여기서, 상기 개구는 원형상이나 슬릿 형상을 가질 수 있다. Here, the opening may have a circular shape or a slit shape.
상기 박막 두께 측정 센서 모듈은 상기 보트와 동일한 높이에 위치할 수 있다. The thin film thickness measurement sensor module may be located at the same height as the boat.
다른 측면에서, 본 발명은 박막 증착 장비용 박막 두께 측정 센서 모듈로서, 두께측정센서와; 상기 두께측정센서를 보호하고, 상기 두께측정센서의 센싱면과 이격되고 대향하는 측면에 형성된 개구를 갖는 센서커버를 포함하는 박막 두께측정 센서모듈을 제공한다.
In another aspect, the present invention is a thin film thickness measuring sensor module for a thin film deposition apparatus, comprising: a thickness measuring sensor; And a sensor cover which protects the thickness measurement sensor and has an opening formed on a side surface remote from the sensing surface of the thickness measurement sensor.
본 발명에 따르면, 두께측정센서와 보트의 거리와, 센서커버의 개구의 크기와, 센서커버의 개구와 두께측정센서 사이의 거리 등을 조절하여, 두께측정 센서의 박막 증착율을 기판의 박막 증착율보다 작게 설정하게 된다.According to the present invention, by adjusting the distance between the thickness measuring sensor and the boat, the size of the opening of the sensor cover, and the distance between the opening of the sensor cover and the thickness measuring sensor, the thin film deposition rate of the thickness measuring sensor is made smaller than the thin film deposition rate .
이에 따라, 기판에 수백um 이상의 두꺼운 박막을 증착하더라도, 두께측정 센서는 기판에 증착이 완료될 때까지 박막의 두께를 성공적으로 측정할 수 있게 되며, 두께측정 센서의 수명을 향상을 통해 공정 재현성 및 고품질의 증착막을 얻을 수 있다.
Accordingly, even if a thick film of several hundreds of um or more is deposited on the substrate, the thickness measurement sensor can successfully measure the thickness of the thin film until the deposition on the substrate is completed, and the lifetime of the thickness measurement sensor can be improved, A high-quality vapor deposition film can be obtained.
도 1은 종래의 박막 두께 측정 센서가 구비된 박막 증착 장비를 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 박막 두께 측정 센서 모듈이 구비된 박막 증착 장비를 개략적으로 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 박막 두께 측정 센서 모듈을 개략적으로 도시한 단면도.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 박막 두께 측정 센서 모듈을 개략적으로 도시한 평면도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic view of a conventional thin film deposition apparatus equipped with a thin film thickness measurement sensor. FIG.
FIG. 2 is a schematic view of a thin film deposition apparatus equipped with a thin film thickness measuring sensor module according to an embodiment of the present invention. FIG.
3 is a cross-sectional view schematically showing a thin film thickness measuring sensor module according to an embodiment of the present invention.
4 is a plan view schematically illustrating a thin film thickness measurement sensor module according to an embodiment of the present invention.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세하게 설명한다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 박막 두께 측정 센서 모듈이 구비된 박막 증착 장비를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 박막 두께 측정 센서 모듈을 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 박막 두께 측정 센서 모듈을 개략적으로 도시한 평면도이다.FIG. 2 is a schematic view of a thin film deposition apparatus equipped with a thin film thickness measuring sensor module according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a cross- And FIG. 4 is a plan view schematically showing a thin film thickness measurement sensor module according to an embodiment of the present invention.
도 2 내지 4를 참조하면, 진공증착법 즉 열 증발원(thermal evaporator)을 사용하여 박막을 증착하는 박막 증착 장비(100)는 X선 검출기의 광도전층과 같이 두꺼운 박막을 증착하는데 사용될 수 있는데, 이에 한정되지는 않는다. Referring to FIGS. 2 to 4, a thin
박막 증착 장비(100) 내에는, 하부에 위치하며 박막 증착용 원료가 놓여지는 보트(boat; 120)와, 보트(120) 상에 박막이 증착되는 기판(S)이 배치되고,기판(S)은 지그(jig; 130)에 의해 지지된다. 박막 증착 시, 지그(130)는 회전하도록 구성될 수 있다. A
박막 증착 장비(100) 내에는, 보트(120) 근방에 배치된 박막 두께 측정 센서 모듈(150)이 위치한다. 예를 들면, 보트(120)의 일측에 배치되며, 보트(120)와 실질적으로 동일한 높이에 위치할 수 있다. 일예로, 보트(120)와 박막 두께 측정 센서 모듈(150) 사이의 거리는 대략 100mm ~ 250mm로 설정될 수 있는데, 이에 한정되지는 않는다.In the thin
박막 두께 측정 센서 모듈(150)은 두께 측정 센서(151)와, 두께 측정 센서(151)를 감싸며 보호하는 센서 커버(153)를 포함할 수 있다. 두께 측정을 위해 센서 모듈(151)에 센싱을 위한 크리스탈 센서가 사용된다. 센서커버(153)의 재질은 Al, SUS 등으로 형성될 수 있는데, 이에 한정되지는 않는다.The thin film thickness measuring
박막 두께 측정 센서 모듈(150)은 보트(120)와는 상대적으로 가깝고 기판(S)과는 상대적으로 먼 거리에 위치하도록 배치하여 두께측정센서(151)에 증착되는 박막은 기판(S)에 증착되는 박막보다 얇은 두께를 가질 수 있도록 제어 한다. 이를 통해, 두께측정센서(151)의 박막 증착율은 기판(S)의 박막 증착율 보다 작게 된다.The thin film thickness
한편, 센서커버(153)의 측면으로서 두께측정센서(151)의 센싱면(152)에 대향하는 센서커버(153)의 측면(154)에는 개구(155)가 구비된다. 이 개구(155)를 통해 보트(120)에서 증발된 증착 원료가 유입되어 두께 측정 센서(151)의 센싱 부에 증착을 통해 두께 측정을 할 수 있다. An
센서커버(153)의 개구(155)는 원형상이나 슬릿 형상 등 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 본 실시예에서는 설명의 편의를 위해 개구(155)가 원형상으로 형성된 경우를 예로 들어 도 4에 도시하였다. The opening 155 of the
여기서, 개구(155)의 크기 즉 직경(a)은 예를 들면 대략 1.5mm ~ 10mm일 수 있는데, 이에 한정되지는 않는다. 이때, 개구(155)의 직경(a)를 조절함으로써 두께측정센서(151)에 증착 되는 박막의 증착율을 조절할 수 있다.Here, the size or diameter (a) of the
또한, 센서커버(153)의 개구(155)가 형성된 측면과 두께 측정 센서(151) 사이의 거리(b)를 조절함으로써, 두께 측정 센서(151)의 박막 증착율을 조절할 수 있다. The thin film deposition rate of the
위와 같이, 두께 측정 센서(151)와 보트(120)의 거리와, 센서 커버(153)의 개구(155)의 크기와, 센서 커버(153)의 개구(155)와 두께 측정 센서(151) 사이의 거리는 두께 측정 센서(151)의 박막 증착율을 결정하는 주요 인자로서, 이들 인자에 따라 두께 측정 센서(151)의 박막 두께가 결정된다.The distance between the
따라서, 위와 같은 인자들을 조절하여, 두께측정센서(151)의 박막 증착율을 기판(S)의 박막 증착율보다 낮게 형성할 수 있다. 예를 들면, 두께 측정 센서(151)의 박막 증착률(DR1)과 기판(S)의 박막 증착률(DR2)의 비율은, 1:10 ~ 1: 30과 같이 제어 할 수 있다.Therefore, the thin film deposition rate of the
이처럼, 두께 측정 센서(151)의 박막 증착률을 기판(S)에 비해 작게 설정함으로써, 기판(S)에 수백um 이상의 두꺼운 박막을 증착할 경우, 두께측정센서(151)는 기판(S)에 증착된 박막의 두께를 성공적으로 측정할 수 있게 된다. 따라서, 상기 방식을 적용을 통해 두께측정센서(151)의 수명을 향상시킬 수 있다.
When the thin film deposition rate of the
전술한 본 발명의 실시예는 본 발명의 일예로서, 본 발명의 정신에 포함되는 범위 내에서 자유로운 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명은, 첨부된 특허청구범위 및 이와 등가되는 범위 내에서의 본 발명의 변형을 포함한다.
The embodiment of the present invention described above is an example of the present invention, and variations are possible within the spirit of the present invention. Accordingly, the invention includes modifications of the invention within the scope of the appended claims and equivalents thereof.
100: 박막 증착 장비
120: 보트
130: 지그
150: 박막 두께 측정 센서 모듈
151: 두께 측정 센서
152: 센싱면
153: 센서커버
154: 센서커버의 측면
155: 개구
S: 기판100: thin film deposition equipment 120: boat
130: Jig 150: Thin film thickness measuring sensor module
151: Thickness measuring sensor 152: Sensing surface
153: Sensor cover 154: Side of sensor cover
155: opening
S: substrate
Claims (4)
상기 보트의 일측에 위치하는 박막 두께 측정 센서 모듈을 포함하고,
상기 박막 두께 측정 센서 모듈은,
두께 측정 센서와;
상기 두께 측정 센서를 보호하고, 측면에 상기 두께 측정 센서의 센싱면에 대향하는 개구를 갖는 센서커버를 포함하는 박막 증착 장비.
A boat facing the substrate and on which the thin film deposition material is placed;
And a thin film thickness measuring sensor module positioned at one side of the boat,
Wherein the thin film thickness measuring sensor module comprises:
A thickness measuring sensor;
And a sensor cover for protecting the thickness measurement sensor and having an opening on a side surface thereof facing the sensing surface of the thickness measurement sensor.
상기 개구는 원형상이나 슬릿 형상을 갖는 박막 증착 장비.
The method according to claim 1,
Wherein the opening has a circular shape or a slit shape.
상기 박막 두께 측정 센서 모듈은 상기 보트와 동일한 높이에 위치하는
박막 증착 장비.
The method according to claim 1,
The thin film thickness measuring sensor module is located at the same height as the boat
Thin Film Deposition Equipment.
두께 측정 센서와;
상기 두께 측정 센서를 보호하고, 상기 두께 측정 센서의 센싱면과 이격되고 대향하는 측면에 형성된 개구를 갖는 센서커버
를 포함하는 박막 두께 측정 센서 모듈.A thin film thickness measuring sensor module for a thin film deposition apparatus,
A thickness measuring sensor;
And a sensor cover which protects the thickness measurement sensor and has an opening formed on a side surface remote from the sensing surface of the thickness measurement sensor,
Wherein the thin film thickness measuring sensor module comprises:
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KR1020140192163A KR20160080410A (en) | 2014-12-29 | 2014-12-29 | Thin film thickness measurement sensor module and thin film deposition apparatus including the same |
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---|---|---|---|---|
DE102016123159A1 (en) | 2016-06-27 | 2017-12-28 | Gwangju Institute Of Science And Technology | Apparatus and method for detecting a driver condition based on biometric signals of the driver |
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2014
- 2014-12-29 KR KR1020140192163A patent/KR20160080410A/en not_active Application Discontinuation
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DE102016123159A1 (en) | 2016-06-27 | 2017-12-28 | Gwangju Institute Of Science And Technology | Apparatus and method for detecting a driver condition based on biometric signals of the driver |
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