KR20210089760A - 막 형성장치 - Google Patents

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Abstract

증착 속도의 안정된 제어를 과제로 한다. 본 발명의 막 형성장치는 진공용기와, 막 형성원과, 수용용기와, 막 두께 센서와, 막 두께 컨트롤러를 구비한다. 상기 막 형성원은 상기 진공용기에 수용된다. 상기 수용용기는 상기 진공용기에 수용되고, 상기 진공용기 내의 압력보다도 높은 압력으로 유지할 수 있다. 상기 막 두께 센서는 공진주파수를 가지는 진동자를 포함하고, 상기 막 두께 센서에는 상기 진동자에 상기 막 형성원으로부터 방출하는 막 형성재료가 퇴적한다. 상기 막 두께 컨트롤러는 상기 수용용기에 수용되고, 상기 막 형성재료의 퇴적에 의한 상기 발진 주파수의 변화에 의거하여 상기 막 형성원으로부터의 상기 막 형성재료의 방출량을 산출한다.

Description

막 형성장치
본 발명은 막 형성장치에 관한 것이다.
진공 중에서 기판에 형성되는 막의 증착 속도를 제어하는 방법의 하나로, 막 두께 모니터를 사용하는 방법이 있다. 예를 들면, 진공용기 내에서 기판 근방에 수정 진동자형의 막 두께 모니터를 설치하고, 막 두께 모니터에서 검지한 값에서 귀환제어를 실시해서 소망하는 증착 속도를 얻는 방법이다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).
일본 공개특허공보 2012-111974호
그렇지만, 막 형성장치에 귀환제어를 혼란시키는 급격한 외적요인이 발생했을 경우, 귀환제어가 외적요인에 추종할 수 없고, 안정된 증착 속도를 얻을 수 없게 되는 경우가 있다. 막 형성장치에서는 이러한 외적요인에 영향을 받지 않는 구성을 구축하는 것이 바람직하다.
이상과 같은 사정을 감안하여, 본 발명의 목적은 증착 속도를 더욱 안정되게 제어할 수 있는 막 형성장치를 제공하는 것에 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 1형태에 따른 막 형성장치는, 진공용기와, 막 형성원과, 수용용기와, 막 두께 센서와, 막 두께 컨트롤러를 구비한다.
상기 막 형성원은 상기 진공용기에 수용된다.
상기 수용용기는 상기 진공용기에 수용되고, 상기 진공용기 내의 압력보다도 높은 압력으로 유지할 수 있다.
상기 막 두께 센서는 공진주파수를 가지는 진동자를 포함하고, 상기 막 두께 센서에는 상기 진동자에 상기 막 형성원으로부터 방출하는 막 형성재료가 퇴적한다.
상기 막 두께 컨트롤러는 상기 수용용기에 수용되고, 상기 막 형성재료의 퇴적에 의한 상기 발진 주파수의 변화에 의거하여 상기 막 형성원으로부터의 상기 막 형성재료의 방출량을 산출한다.
이러한 막 형성장치라면 막 두께 컨트롤러가 진공용기 내의 수용용기에 수용되기 때문에 막 형성장치에서의 증착 속도가 더욱 안정되게 제어된다.
상기의 막 형성장치에서는 상기 막 두께 컨트롤러가 산출하는 상기 방출량에 의거하여 상기 막 형성원으로부터 방출하는 상기 막 형성재료의 방출량을 제어하는 주 컨트롤러를 추가로 구비할 수도 있다.
이러한 막 형성장치라면 주 컨트롤러에 의해 막 형성장치에서의 증착 속도가 더욱 안정되게 제어된다.
상기의 막 형성장치에서는 서로 연결된 복수의 배관을 가지고, 이웃하는 배관끼리가 굴곡 가능하게 연결된 링크 배관과, 상기 막 두께 컨트롤러와, 상기 주 컨트롤러 사이를 통신시키는 통신배선을 추가로 구비할 수도 있다.
상기 주 컨트롤러는 상기 진공용기 바깥에 설치되고, 상기 링크 배관은 상기 진공용기의 내부에서 상기 수용용기에 연결되고, 상기 링크 배관의 내부에 상기 통신배선이 설치될 수 있다.
이러한 막 형성장치라면, 링크 배관의 내부에, 막 두께 컨트롤러와, 주 컨트롤러 사이를 통신시키는 통신배선을 설치했다고 하더라도 막 형성장치에서의 증착 속도가 더욱 안정되게 제어된다.
상기의 막 형성장치에서는 상기 막 두께 컨트롤러와 상기 주 컨트롤러가 상기 통신배선을 통해서 디지털 통신에 의해 통신을 할 수도 있다.
이러한 막 형성장치라면, 디지털 통신의 이용에 의해 막 형성장치에서의 증착 속도가 더욱 안정되게 제어된다.
상기의 막 형성장치에서는 상기 주 컨트롤러가 상기 수용용기에 수용될 수도 있다.
이러한 막 형성장치라면, 주 컨트롤러가 수용용기에 수용되고, 막 형성장치에서의 증착 속도가 더욱 안정되게 제어된다.
상기의 막 형성장치에서는 상기 수용용기의 압력이 대기압일 수도 있다.
이러한 막 형성장치라면, 수용용기의 압력이 대기압이므로 장치구성이 간단하게 된다.
상기의 막 형성장치에서는 상기 막 형성원은 상기 진공용기의 내부에서 상기 수용용기에 연동해서 이동할 수도 있다.
이러한 막 형성장치라면, 막 형성장치의 대형화가 회피된다.
상기의 막 형성장치에서는 상기 막 두께 컨트롤러와 상기 주 컨트롤러는 상기 수용용기의 내부에 컨트롤러 모듈로서 일체가 되어 구성될 수도 있다.
이러한 막 형성장치라면, 막 형성장치에서의 증착 속도가 더욱 안정되게 제어되고, 수용용기의 소형화가 실현된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면 증착 속도를 더욱 안정되게 제어할 수 있는 막 형성장치가 제공된다.
도 1은 본 실시형태의 막 형성장치의 모식적 상면도이다.
도 2는 본 실시형태의 막 형성장치 모식적 정면도이다.
도 3은 본 실시형태의 막 형성장치 모식적 평면도이다.
도 4는 비교예에 대한 막 형성장치의 모식적 정면도이다.
도 5는 막 형성원의 귀환제어의 일례를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 실시형태의 변형예 1에 관한 막 형성장치의 모식적 정면도이다.
도 7은 본 실시형태의 변형예 2에 관한 막 형성장치의 모식적 정면도이다.
도 8은 본 실시형태의 변형예 3에 관한 막 형성장치의 모식적 정면도이다.
이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 실시형태를 설명한다. 각도면에는 XYZ축 좌표가 도입되는 경우가 있다. 또, 동일한 부재 또는 동일한 기능을 가지는 부재에는 동일한 부호를 붙이는 경우가 있고, 그 부재를 설명한 후에는 적당하게 설명을 생략하는 경우가 있다.
도 1은 본 실시형태의 막 형성장치 모식적 평면도이다. 도 2는 본 실시형태의 막 형성장치 모식적 정면도이다. 도 1에서는 도 2의 B1-B2선을 따른 단면을 화살표 방향으로 본 상태를 나타내고, 도 2에서는 도 1의 A1-A2선을 따른 단면을 화살표 방향으로 본 상태를 나타내고 있다. 또, 도 2에서는 막 형성원(20)이 위치하는 영역의 막 형성장치(1)이 나타나 있다.
도 1, 2에 나타내는 막 형성장치(1)는 진공용기(10)와, 막 형성원(20)과, 가열기구(30)와, 막 두께 센서(40)와, 온도센서(50)와, 주 컨트롤러(60)와, 수용용기(70)과, 링크 배관(80)과, 기판 지지기구(92)와, 반송기구(95)와, 반송기구(96)와, 배기기구(98)를 구비한다.
진공용기(10)는 감압상태가 유지되는 용기이다. 진공용기(10)는 배기기구(98)에 의해, 내부의 기체가 배기된다. 진공용기(10)를 기판 지지기구(92)로부터 막 형성원(20)을 향하는 방향(이하, Z축 방향)에서 눈으로 보았을 때의 평면형상은 예를 들면, 직사각형상이다.
진공용기(10)는 막 형성원(20), 막 두께 센서(40), 막 두께 컨트롤러(41), 온도센서(50), 온도 컨트롤러(51), 주 컨트롤러(60), 수용용기(70), 링크 배관(80), 기판 지지기구(92), 및 반송기구(95, 96) 등을 수용한다. 진공용기(10)에는 가스를 공급하는 것이 가능한 가스 공급 기구가 장착될 수 있다. 또, 진공용기(10)에는 그 내부의 압력을 계측하는 압력계가 장착될 수 있다.
막 형성원(20)에는 막 형성재료가 충전되어 있다. 막 형성원(20)은 막 형성재료(20m)가 기판(90)을 향해서 증발하는 증착원이다. 막 형성원(20)은 1축 방향(도면에서는 Y축 방향)을 길이방향으로 해서 연장된다. 막 형성원(20)을 Z축 방향으로부터 위로 보았을 경우, 그 외형은 예를 들면, 직사각형이다. 막 형성재료(20m)는 예를 들면, 유기 재료, 금속 등이다.
막 형성원(20)에는 복수의 분출 노즐(21)이 설치되어 있다. 복수의 분출 노즐(21)의 각각은 소정의 간격을 사이를 두고, 막 형성원(20)의 길이방향(X축 방향)으로 열 형상으로 나열하고 있다. 복수의 분출 노즐(21)의 각각으로부터는 막 형성재료(20m)가 분출한다. 예를 들면, 가열기구(30)에 의해 막 형성원(20)이 가열되면, 막 형성재료(20m)의 증기가 분출 노즐(21)로부터 기판(90)을 향해서 증발한다.
가열기구(30)는 막 형성원(20)을 가열한다. 가열기구(30)는 막 형성원(20)의 측부에 대향한다. 가열기구(30)을 Z축 방향에서 보았을 경우, 가열기구(30)는 막 형성원(20)을 둘러싼다. 가열기구(30)는 예를 들면, 유도 가열방식 또는 저항 가열방식의 가열기구이다. 가열기구(30)는 주 컨트롤러(60)에 의해 제어된다. 예를 들면, 주 컨트롤러(60)로부터는 가열기구(30)에까지 배선(도선)(602)이 되어 있다. 배선(602)은 링크 배관(80)의 내부 및 수용용기(70)의 내부에 설치되어 있다.
수용용기(70)는 금속제이고, 진공용기(10)의 내부에서, 진공용기(10) 내의 압력보다도 높은 압력을 유지할 수 있다. 예를 들면, 수용용기(70)의 내부 압력은 대기압이다. 수용용기(70)의 내부를 대기 개방함으로써, 수용용기(70)를 진공용기(10) 내로 진공배기하는 배기계가 불필요하게 된다.
수용용기(70)는 Z축 방향에서, 막 형성원(20)에 늘어서고, 예를 들면, 막 형성원(20) 아래에 설치되어 있다. 수용용기(70)와 막 형성원(20)을 Z축 방향으로 한 줄로 늘어 세우는 것에　의해서, X축 방향 또는 Y축 방향에서의 장치의 대형화를 억제되고, 컴팩트한 구성이 된다. 수용용기(70)와 막 형성원(20) 사이에는 스페이서(75)가 설치되어 있다.
수용용기(70)는 1축 방향(도면에서는 Y축 방향)을 길이방향으로 해서 연장한다. 수용용기(70)를 Z축 방향에서 위로 보았을 경우, 그 외형은 예를 들면, 직사각형이다. 도 2의 예에서는 수용용기(70)는 예를 들면, 막 두께 컨트롤러(41)와, 온도 컨트롤러(51)를 수용하고 있다.
수용용기(70)의 아래에는 한 쌍의 반송기구(95)가 설치되어 있다. 한 쌍의 반송기구(95)는 X축 방향으로 연장한다. 한 쌍의 반송기구(95)의 각각은, 예를 들면, 롤러 기구, 견인기구 등의 이동기구를 구비한다. 이것에 의해, 수용용기(70)는 반송기구(95)가 연장하는 방향(X축 방향)으로 슬라이드 이동한다. 이 결과, 막 형성원(20)도 진공용기(10)의 내부에서 수용용기(70)에 연동하도록, X축 방향으로 슬라이드 이동한다. 즉, 막 형성장치(1)에서는 기판(10)과 막 형성원(20)을 X축 방향으로 상대 이동하면서, 기판(90)에 막 형성재료(20m)가 증착된다. 또, 기판(90)과 막 형성원(20) 사이에는 막 형성재료(20m)가 기판(90)으로의 입사를 차폐하는 셔터 기구가 설치될 수도 있다.
예를 들면, 도 3은 본 실시형태의 막 형성장치 모식적 평면도이고, 이 도 3에는, 막 형성원(20) 및 수용용기(70)가 도 1의 위치와는 반대측으로 이동한 후의 상태가 나타나 있다.
또, 한 쌍의 반송기구(95)의 아래에는 한 쌍의 반송기구(96)가 설치되어 있다. 한 쌍의 반송기구(96)는 X축 방향과 교차하는 Y축 방향으로 연장한다. 한 쌍의 반송기구(96)의 각각은, 예를 들면, 롤러 기구, 견인기구 등의 이동기구를 구비한다. 이것에 의해, 수용용기(70)는 X축 방향 이외에, 반송기구(96)가 연장하는 방향(Y축 방향)으로 슬라이드 이동시킬 수 있다.
예를 들면, 진공용기(10) 내에는 기판(90)과는 다른 기판이 반입되는 영역(90a)이 설치되어 있다. 기판(90)에 대한 막 형성 처리가 종료한 후에는, 영역(90a)에서, 별도의 기판에 막 형성을 실시할 수 있다. 이 경우도, 별도의 기판과 막 형성원(20)이 X축 방향으로 상대 이동하면서, 이 별도의 기판에도 막 형성재료(20m)가 증착된다.
링크 배관(80)은 금속제이고, 서로 연결된 복수의 배관(801∼805)을 가진다. 배관(801∼805)은 이 순서로 서로 연결되어 있다. 배관(801∼805) 중, 암 형상의 배관(802)은 배관(801)의 중심축을 중심으로 회전 가능하고, 암 형상의 배관(802, 804)의 각각은, 배관(803)의 중심축을 중심으로 회전 가능하고, 암 형상의 배관(804)은 배관(805)의 중심축을 중심으로 회전 가능하게 되어 있다. 또, 배관(801∼805) 중, 이웃하는 암 형상의 배관(802, 804) 상호간은 배관(803)을 통해서 굴곡 가능하게 연결되어 있다. 배관(805)은 수용용기(70)의 하부에 연결되어 있다.
예를 들면, 막 형성중에, Z축 방향으로부터 막 형성원(20)을 보았을 경우(도 1, 3), 막 형성원(20)과 기판(90)이 X축 방향으로 상대 이동하면, 이 이동에 따라서, 암 형상의 배관(802)과, 암 형상의 배관(804)이 이루는 각도가 변화된다. 또한, 배관(802)은 배관(801)의 중심축을 중심으로 회전하고, 배관(802, 804)의 각각은 배관(803)의 중심축을 중심으로 회전하고, 배관(804)은 배관(805)의 중심축을 중심으로 회전한다.
막 형성장치(1)는 링크 배관(80)을 구동하는 구동계를 가지지 않고, 링크 배관(80)은 막 형성원(20) 및 수용용기(70)의 슬라이드 이동에 따라서 수동적으로 구동한다. 혹은, 막 형성장치(1)에 링크 배관(80)을 강제적으로 구동하는 구동계를 부착시키고, 링크 배관(80)의 구동에 의해, 막 형성원(20) 및 수용용기(70)를 X축 방향 또는 Y축 방향으로 이동시킬 수도 있다. 이 경우, 반송기구(95, 96)는 수용용기(70)를 슬라이딩되는 레일로서 기능한다.
배관(801)의 내부는 진공용기(10)의 개구(10h)를 통해서, 예를 들면, 대기 개방되어 있다. 이것에 의해, 배관(801)에 연결하는 배관(802∼805)의 각각도 대기 개방되어 있다. 또, 링크 배관(80)은 진공용기(10)의 내부에서 수용용기(70)에 연결되어 있기 때문에, 링크 배관(80)에 연결된 수용용기(70)도 대기 개방되어 있다.
막 두께 센서(40)는 공진주파수(f0: 기본 주파수)를 가지는 수정진동자를 포함한다. 막 두께 센서(40)는 암(401)을 통해서 수용용기(70)에 설치되어 있다. 막 두께 센서(40)는 기판(90)과 막 형성원(20) 사이를 회피하도록, 예를 들면, 막 형성원(20)보다도 위쪽의 위치에 설치된다. 수정진동자에는 막 형성원(20)로부터 방출하는 막 형성재료(20m)가 퇴적한다. 이것에 의해, 막 부착한 수정진동자의 공진주파수는 f0로부터 변화된다. 수정진동자는 1개에 한정되지 않고, 복수 배치될 수도 있다. 이 경우, 막 두께 센서(40)에는 복수의 수정진동자 중에서 특정한 수정진동자를 선택하는 초퍼(셔터)가 장착될 수도 있다.
막 두께 컨트롤러(41)는 이른바 막 두께 모니터이다. 막 두께 컨트롤러(41)는 막이 퇴적하는 것에 의한 수정진동자의 발진 주파수(f0)의 변화에 의거하여 막 형성원(20)로부터의 막 형성재료(20m)의 방출량을 산출한다. 여기에서, 방출량이란 예를 들면, 기판(90)에 퇴적하는 막의 막 형성 속도, 기판(90)에 퇴적한 막의 두께 등이 해당한다.
막 두께 컨트롤러(41)가 산출한 기판(90)에 퇴적하는 막의 막 형성 속도, 막 두께는 주 컨트롤러(60)에 송신된다. 막 두께 센서(40)와 막 두께 컨트롤러(41) 사이의 데이터통신은 예를 들면, 수용용기(70)의 내부에 설치된 배선(411)을 통해서 이루어진다. 또, 막 두께 컨트롤러(41)와, 주 컨트롤러(60) 사이의 데이터통신은 예를 들면, 링크 배관(80)의 내부 및 수용용기(70)의 내부에 설치된 배선(통신배선)(601)을 통해서 이루어진다.
암(401)은 막 두께 센서(40)에 냉각수를 순환시키는 냉각기구를 가질 수 있다. 이것에 의해, 수정진동자가 가열기구(30)로부터의 열복사의 영향을 받기 어려워진다. 배선(411)은 암(401)의 내부에 설치될 수도 있고, 암(401)의 외부에 설치할 수도 있다. 배선(411)이 암(401)의 외부에 설치되었을 경우, 배선(411) 및 암(401)을 둘러싸는 실드 박(예를 들면, 알루미늄 박)이 암(401)의 외부에 설치될 수도 있다.
온도센서(50)는 이른바 열전대이다. 제벡 효과에 의해 열전대에 발생한 기전력은 온도 컨트롤러(51)에 의해 온도로 변환되고, 막 형성원(20)의 온도가 측정된다. 온도 컨트롤러(51)가 산출한 막 형성원(20)의 온도는 주 컨트롤러(60)에 송신된다. 온도 컨트롤러(51)와 주 컨트롤러(60) 사이의 데이터통신은 예를 들면, 링크 배관(80)의 내부 및 수용용기(70)의 내부에 설치된 배선(통신배선)(603)을 통해서 이루어진다.
주 컨트롤러(60)는 진공용기(10) 바깥에 설치된다. 주 컨트롤러(60)는 막 두께 컨트롤러(41)가 산출하는 막 형성재료(20m)의 방출량에 의거하여 막 형성원(20)로부터 방출하는 막 형성재료(20m)의 방출량을 제어한다.
또, 링크 배관(80)의 내부에는 배선(601∼603) 이외에도 예를 들면, 도시는 되지 않고 있지만, 반송기구(95, 96)를 구동하기 위한 모터에 전력을 공급하는 배선, 막 두께 센서(40)에 전력을 공급하거나, 막 두께 센서(40)로부터 신호를 받거나 하는 배선, 초퍼를 구동시키는 모터에 전력을 공급하는 배선, 셔터 기구를 구동하는 모터에 전력을 공급하는 배선 등을 설치하는 것도 가능하다. 또, 링크 배관(80)의 내부에는 수냉관, 압공관 등을 배치할 수도 있다.
도 4는 비교예에 관한 막 형성장치의 모식적 정면도이다.
비교예에서는, 막 두께 컨트롤러(41)가 수용용기(70)의 내부가 아니라, 진공용기(10)의 외측에 설치되어 있다. 또, 막 두께 컨트롤러(41)와 막 두께 센서(40)를 연결하는 배선(411)은 링크 배관(80)의 내부에 설치되어 있다. 이러한 링크 배관(80)에 설치된 배선은 그 길이가 수m∼10m에 달할 경우가 있다.
배선(411)에는 막 부착한 수정진동자의 공진주파수에 공명시키기 위한 고주파 전압이 중첩된다. 또, 이 고주파 전압은 아날로그량이다. 이 때문에, 배선(411)의 길이가 길수록 배선(411)이 외적요인(노이즈)의 영향을 받기 쉬워진다. 이것은, 링크 배관(80)의 내부에 배선(411) 이외의 배선이 복수 설치되어 있는 것에 기인한다.
또, 막 형성장치의 작동 중에는 링크 배관(80)이 굴곡하거나, X축 방향으로 진동하거나 한다. 이것에 의해, 고주파 전압에서는 배선(411)의 임피던스가 일정하게 안되는 경우가 있다.
예를 들면, 도 5는 막 형성원의 귀환제어의 일례를 나타내는 도면이다.
도면 중의 SV rate는 증착 속도의 목적값(설정값)이고, MV rate는 막 형성 속도의 제어값이고, PV rate는 막 형성 속도의 측정값이다. P1은 예를 들면, 외적 요인으로서의 노이즈가 발생했을 경우, 노이즈가 배선(411)에 중첩하는 합류점을 나타낸다.
막 형성 속도의 목적값(SV rate)이 설정되면, 가열기구(30)에 목적값(SV rate)이 제어신호(MV rate)로서 전달되고, 제어신호에 의거하여 가열기구(30)가 가열된다. 그리고 가열기구(30)로부터 받은 열량에 의해 막 형성원(20)이 가열된다. 또, 막 형성원(20)로부터 방출된 막 형성재료(20m)는 수정진동자에 퇴적하고, 막 두께 센서(40)로부터 신호를 얻은 막 두께 컨트롤러(41)는 막 형성 속도(PV rate)를 산출한다.
이때, 목적값(SV rate)과 막 형성 속도(PV rate)에 차가 발생한 경우에는, PID(Proportional Integral Differential) 제어에 의해, 제어신호(MV rate)가 목적값(SV rate)에 점근하도록 보정된다. 이것들의 귀환제어는 주 컨트롤러(60)에 의해 수행된다.
그러나, 비교예와 같이, 막 형성장치의 작동 중에 배선(411)에 다른 배선으로부터의 노이즈가 중첩되거나, 배선(411)의 임피던스가 변동하거나 하면, 막 두께 컨트롤러(41)가 산출하는 막 형성 속도(PV rate)가 변동될 가능성이 있다. 이 결과, PID 제어된 제어신호(MV rate)도 변동하고, 결국, 막 형성원(20)로부터 방출되는 막 형성재료(20m)의 방출량을 고정도로 제어할 수 없게 되는 상황이 발생하게 된다.
이에 대하여 본 실시형태의 막 형성장치(1)에서는 막 두께 컨트롤러(41)가 수용용기(70)의 내부에 배치되어 있기 때문에, 배선(411)이 링크 배관(80)의 내부에 설치되어 있지 않다. 이 결과, 막 형성장치의 작동 중에는 배선(411)에 노이즈가 중첩하기 어렵고, 또는, 배선(411)의 임피던스가 변동되기 어려워진다. 이것에 의해, 막 두께 컨트롤러(41)가 산출하는 막 형성 속도(PV rate)가 안정되고, PID 제어된 제어신호(MV rate)이 안정된다. 이 결과, 막 형성원(20)로부터 방출되는 막 형성재료(20m)의 방출량은 주 컨트롤러(60)에 의해 고정도로 제어된다.
또, 막 형성장치(1)에서는 온도 컨트롤러(51)가 수용용기(70)에 수용되어 있기 때문에, 열전대가 링크 배관(80)의 내부에 설치되어 있지 않다. 이 결과, 막 형성장치의 작동 중에는 열전대에 노이즈가 중첩되기 어려워진다. 이것에 의해, 열전대에 발생하는 기전력이 안정되고, 막 형성원(20)의 온도를 고정도로 계측할 수 있다. 이것은 온도를 목적값(SV rate)으로 하는 귀환제어에 유효하게 작동한다.
또, 막 두께 컨트롤러(41)와 주 컨트롤러(60)의 배선(601)을 통한 통신은 디지털 통신에 의해 수행될 수도 있다. 또, 온도 컨트롤러(51)와 주 컨트롤러(60)의 배선(603)을 통한 통신은 디지털 통신에 의해서 수행될 수도 있다. 이것에 의해, 배선(601) 또는 배선(603)이 링크 배관(80)에 설치되었다고 하더라도, 막 두께 컨트롤러(41)와 주 컨트롤러(60) 사이의 통신, 또는, 온도 컨트롤러(51)와 주 컨트롤러(60) 사이의 통신은 노이즈의 영향을 받기 어렵고, 막 형성원(20)로부터 방출되는 막 형성재료(20m)의 방출량이 고정도로 제어된다.
또, 진공용기(10)의 내부에 수용용기(70)를 배치해도, 수용용기(70)는 막 형성원(20)의 아래 쪽에 배치되고, 수용용기(70)이 막 형성원(20)과 연동하도록 구성되어 있다. 이 때문에, 막 형성장치의 대형화가 회피되고, 컴팩트한 구성이 된다.
(변형예 1)
도 6은 본 실시형태의 변형예 1에 관한 막 형성장치의 모식적 정면도이다.
막 형성장치(2)에서는 주 컨트롤러(60)가 수용용기(70)에 수용되어 있다. 배선(601, 603)에 대해서도 수용용기(70)에 수용되어 있다.
이러한 구성에서는 배선(601, 603)은 링크 배관(80)에 설치될 필요가 없어지게 되고, 또, 배선(601, 603)의 길이가 더욱 짧아지기 때문에, 막 두께 컨트롤러(41)와 주 컨트롤러(60) 사이의 통신, 또는, 온도 컨트롤러(51)와 주 컨트롤러(60)사이의 통신이 노이즈의 영향을 더욱 받기 어려워진다. 이 결과, 막 형성원(20)로부터 방출되는 막 형성재료(20m)의 방출량은 고정도로 제어된다.
(변형예 2)
도 7은 본 실시형태의 변형예 2에 관한 막 형성장치의 모식적 정면도이다.
막 형성장치(3)에서는 막 두께 컨트롤러(41)가 막 두께 컨트롤러 유닛(41u), 주 컨트롤러(60)가 주 컨트롤러 유닛(60u), 온도 컨트롤러(51)가 온도 컨트롤러 유닛(51u)으로서, 각각의 회로 유닛이 일체가 된 컨트롤러 모듈(71)이 수용용기(70)의 내부에 배치되어 있다.
컨트롤러 모듈(71)은 막 두께 컨트롤러 유닛(41u), 주 컨트롤러 유닛(60u), 및 온도 컨트롤러 유닛(51u)의 각각의 회로 유닛이 머더보드 상에 집약된 회로기판이다.
이러한 구성에 의하면, 배선(601, 603)은 머더보드 내에서 라인 패턴으로서 형성된다. 또, 컨트롤러 모듈(71)의 외측 둘레가 수용용기(70)로 둘러싸여 있기 때문에, 컨트롤러 모듈(71)은 수용용기(70)의 실드 효과에 의해 수용용기(70) 밖으로부터의 노이즈의 영향을 받기 어려워진다. 게다가, 컨트롤러 모듈(71)은 회로기판이기 때문에 그것을 수용하는 수용용기(70)의 소형화를 도모할 수 있다.
(변형예 3)
도 8은 본 실시형태의 변형예 3에 관한 막 형성장치의 모식적 정면도이다.
막 형성장치(4)에서는 막 두께 컨트롤러(41)가 막 두께 센서(40)에 인접하도록 배치된다. 예를 들면, 막 두께 컨트롤러(41)는 막 두께 센서(40)의 아래 쪽으로 설치된 수용용기(73)에 수용되어 있다. 수용용기(73)는 예를 들면, 암(401)의 내부에 설치된 통로(미도시)를 통해서 수용용기(70)에 연통하고, 수용용기(70)과 동일한 압력(예를 들면, 대기압)으로 되어 있다. 즉, 수용용기(70, 73)에서 진공용기(10)보다도 압력이 높은 수용용기를 구성한다.
이러한 구성에 의하면, 배선(411)이 더욱 짧아지고, 또는, 막 두께 센서(40)를 막 두께 컨트롤러(41)에 직접적으로 부착시켰을 경우에는, 배선(411)을 생략할 수 있다. 이것에 의해, 배선(411)은 배선(411) 밖으로부터의 노이즈의 영향을 받기 어려워지고, 막 형성원(20)로부터 방출되는 막 형성재료(20m)의 방출량이 고정도로 제어된다. 또, 막 형성장치(4)에서,배선(601)을 디지털 배선으로 할 수도 있다.
이상, 본 발명의 실시형태에 대해서 설명했지만, 본 발명은 상술한 실시형태만으로 한정되는 것은 아니고, 여러가지로 변경을 부가할 수 있는 것은 물론이다. 예를 들면, 막 형성장치(1, 2, 3)는 증착 장치에 한정되지 않고, 스퍼터링 장치, CVD 장치에도 적용될 수 있다. 각 실시형태는 독립의 형태로는 한정되지 않고, 기술적으로 가능한 한 복합할 수 있다.
1, 2, 3, 4: 막 형성장치
10: 진공용기
10h: 개구
10: 기판
20: 막 형성원
20m: 막 형성재료
21: 분출 노즐
30: 가열기구
40: 막 두께 센서
41: 막 두께 컨트롤러
41u: 막 두께 컨트롤러 유닛
50: 온도센서
51: 온도 컨트롤러
51u: 온도 컨트롤러 유닛
60: 주 컨트롤러
60u: 주 컨트롤러 유닛
70, 73: 수용용기
71: 컨트롤러 모듈
75: 스페이서
80: 링크 배관
90: 기판
90a: 영역
92: 기판 지지기구
95, 96: 반송기구
98: 배기기구
401: 암
411: 배선
601, 602, 603: 배선
801, 802, 803, 804, 805: 배관

Claims (8)

  1. 진공용기와,
    상기 진공용기에 수용된 막 형성원과,
    상기 진공용기에 수용되고, 상기 진공용기 내의 압력보다도 높은 압력으로 유지하는 것이 가능한 수용용기와,
    공진주파수를 가지는 진동자를 포함하고, 상기 진동자에 상기 막 형성원으로부터 방출하는 막 형성재료가 퇴적하는 막 두께 센서와,
    상기 수용용기에 수용되고, 상기 막 형성재료의 퇴적에 의한 상기 발진 주파수의 변화에 의거하여 상기 막 형성원으로부터의 상기 막 형성재료의 방출량을 산출하는 막 두께 컨트롤러를 구비하는 막 형성장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 막 두께 컨트롤러가 산출하는 상기 방출량에 의거하여 상기 막 형성원으로부터 방출하는 상기 막 형성재료의 방출량을 제어하는 주 컨트롤러를 추가로 구비하는 막 형성장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    서로 연결된 복수의 배관을 가지고, 인접하는 배관끼리가 굴곡 가능하게 연결된 링크 배관과,
    상기 막 두께 컨트롤러와, 상기 주 컨트롤러 사이를 통신시키는 통신배선을 구비하고,
    상기 주 컨트롤러는 상기 진공용기 바깥에 설치되고,
    상기 링크 배관은 상기 진공용기의 내부에서 상기 수용용기에 연결되고,
    상기 링크 배관의 내부에 상기 통신배선이 설치된 막 형성장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 막 두께 컨트롤러와 상기 주 컨트롤러가 상기 통신배선을 통해서 디지털 통신에 의해 통신하는 막 형성장치.
  5. 제2 항에 있어서,
    상기 주 컨트롤러가 상기 수용용기에 수용된 막 형성장치.
  6. 제1 항 내지 제5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수용용기의 압력이 대기압인 막 형성장치.
  7. 제1 항 내지 제6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 막 형성원은 상기 진공용기의 내부에서 상기 수용용기에 연동해서 이동하는 막 형성장치.
  8. 제5 항 내지 제7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 막 두께 컨트롤러와 상기 주 컨트롤러는 상기 수용용기의 내부에 컨트롤러 모듈로서 일체가 되어 구성되는 막 형성장치.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101097593B1 (ko) * 2011-03-11 2011-12-22 주식회사 선익시스템 박막의 두께 제어의 정확도 향상을 위한 박막 증착 장치
JP2012111974A (ja) 2010-11-19 2012-06-14 Olympus Corp 成膜方法および成膜装置
JP2014070238A (ja) * 2012-09-28 2014-04-21 Hitachi High-Technologies Corp 真空蒸着装置及びその蒸着方法
JP2016069694A (ja) * 2014-09-30 2016-05-09 キヤノントッキ株式会社 真空蒸着装置

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB9816796D0 (en) * 1998-08-03 1998-09-30 Henrob Ltd Improvements in or relating to fastening machines
JP2013206820A (ja) 2012-03-29 2013-10-07 Samsung Display Co Ltd 有機ｅｌデバイス製造装置及び有機ｅｌデバイス製造方法
CN105874095A (zh) * 2013-12-06 2016-08-17 应用材料公司 沉积装置、沉积设备及其操作方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012111974A (ja) 2010-11-19 2012-06-14 Olympus Corp 成膜方法および成膜装置
KR101097593B1 (ko) * 2011-03-11 2011-12-22 주식회사 선익시스템 박막의 두께 제어의 정확도 향상을 위한 박막 증착 장치
JP2014070238A (ja) * 2012-09-28 2014-04-21 Hitachi High-Technologies Corp 真空蒸着装置及びその蒸着方法
JP2016069694A (ja) * 2014-09-30 2016-05-09 キヤノントッキ株式会社 真空蒸着装置

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