KR20220121567A - Monitoring system for evapoporation process and method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 증착공정용 모니터링 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 진공챔버 내부에서 기판의 증착률 및 도가니의 내부압력을 모니터링하여 노즐 막힘(Nozzle Clogging), 소스물질의 변성 및 소진 여부를 모니터링함으로써 기판의 불량을 미연에 방지할 수 있는 증착공정용 모니터링 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a monitoring system for a deposition process and a method therefor, and more particularly, by monitoring the deposition rate of the substrate and the internal pressure of the crucible inside the vacuum chamber to detect nozzle clogging, denaturation and exhaustion of the source material. It relates to a monitoring system and method for a deposition process capable of preventing substrate defects in advance by monitoring.
일반적으로, 진공 가열 증착 기술은 반도체 및 디스플레이에서 박막을 제작하는데 사용되는 기술로 진공의 챔버 내에 재료 물질이 담긴 도가니와 상기 도가니를 가열할 수 있는 가열체를 설치하고 그 상부에는 기판을 설치한 후, 도가니를 가열함으로써 재료 물질이 진공 내에서 증발하여 기판에 코팅이 되도록 하는 기술이다. In general, vacuum heating deposition technology is a technology used to manufacture thin films in semiconductors and displays, and a crucible containing a material material and a heating element capable of heating the crucible are installed in a vacuum chamber, and a substrate is installed thereon , a technique in which a material material is evaporated in a vacuum to become a coating on a substrate by heating the crucible.
이러한 진공 가열 증착 방식은 실험실의 소규모 순수 박막 제작에 주로 사용되어 왔지만 최근에 각광을 받고 있는 평판 디스플레이 소자인 OLED의 유기 박막 및 금속 박막 제작에 많이 사용되면서 그 산업적인 활용도가 급속도로 확대되었다.Although this vacuum heating deposition method has been mainly used for the production of small-scale pure thin films in the laboratory, its industrial application has been rapidly expanded as it has been widely used in the production of organic thin films and metal thin films of OLED, a flat panel display device that has recently been in the spotlight.
이러한 증착원은 하우징, 소스물질을 가열하는 히터(Heater), 소스물질을 담는 도가니(Crucible) 및 소스물질이 분사되는 노즐(Nozzle) 등을 포함할 수 있다. The deposition source may include a housing, a heater for heating the source material, a crucible containing the source material, and a nozzle through which the source material is sprayed.
여기서, 노즐은 공정 조건, 소스물질의 종류에 따라 노즐 막힘(Nozzle Clogging) 현상, 소스물질의 변성 및 소진이 빈번히 나타난다. 이와 같은 노즐 막힘(Nozzle Clogging), 소스물질의 변성 및 소진이 발생되면 증착의 균일성을 유지할 수 없어 기판의 불량이 발생되는 문제점이 있다.Here, the nozzle frequently exhibits nozzle clogging, denaturation and exhaustion of the source material depending on process conditions and the type of source material. When such nozzle clogging, denaturation and exhaustion of the source material occur, the uniformity of deposition cannot be maintained, so that there is a problem in that the substrate is defective.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 진공챔버 내부에서 기판의 증착률 및 도가니의 내부압력을 모니터링하여 노즐 막힘(Nozzle Clogging), 소스물질의 변성 및 소진 여부를 파악할 수 있으며, 이를 통해, 기판 불량을 방지하여 생산성과 효율성을 향상시킬 수 있는 증착공정용 모니터링 시스템 및 그 방법을 제공하는 것이다.The problem to be solved by the present invention is to monitor the deposition rate of the substrate and the internal pressure of the crucible inside the vacuum chamber to detect nozzle clogging, denaturation and exhaustion of the source material, and through this, to prevent substrate defects To provide a monitoring system and method for a deposition process that can improve productivity and efficiency.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제들은 다음의 상세한 설명과 도면으로부터 보다 명확해질 것이다.Other problems to be solved by the present invention will become more apparent from the following detailed description and drawings.
본 발명의 일 실시 예에 의하면, 증착공정용 모니터링 시스템은 내부에 밀폐된 처리공간(S)을 가지며 상기 처리공간(S)의 상부에 기판이 배치되는 진공챔버; 상기 처리공간에 배치되어 소스물질이 충진되는 내부공간(H)을 가지며, 상면이 상하방향으로 관통되어 복수의 분출구가 형성되고, 상기 분출구를 통해 기화된 소스물질이 상기 기판에 증착되는 도가니; 상기 도가니의 내부공간(H)에 설치되며, 상기 내부공간(H)의 내부압력을 주기적으로 측정 및 전송하는 압력센서; 상기 진공챔버의 상기 처리공간에 설치되며, 상기 소스물질이 상기 기판에 증착되는 속도인 증착률을 주기적으로 측정 및 전송하는 QCM센서; 그리고 상기 압력센서 및 상기 QCM센서에 전기적으로 연결되며, 상기 내부압력 및 상기 증착률을 실시간으로 수집하고, 시간의 흐름에 따른 상기 내부압력 및 상기 증착률의 변화량인 내부압력 기울기 및 증착률 기울기를 각각 측정하며, 상기 내부압력 기울기 및 상기 증착률 기울기의 변화를 비교하는 제어부;를 포함한다.According to an embodiment of the present invention, a monitoring system for a deposition process includes a vacuum chamber having a sealed processing space (S) therein and in which a substrate is disposed on the processing space (S); a crucible disposed in the processing space and having an internal space (H) filled with a source material, the upper surface of which is penetrated in the vertical direction to form a plurality of jets, and the source material vaporized through the jets is deposited on the substrate; a pressure sensor installed in the inner space (H) of the crucible and periodically measuring and transmitting the inner pressure of the inner space (H); a QCM sensor installed in the processing space of the vacuum chamber and periodically measuring and transmitting a deposition rate, which is a rate at which the source material is deposited on the substrate; And it is electrically connected to the pressure sensor and the QCM sensor, the internal pressure and the deposition rate are collected in real time, and the internal pressure gradient and the deposition rate gradient, which are changes in the internal pressure and the deposition rate over time, are measured. and a control unit that measures each and compares changes in the internal pressure gradient and the deposition rate gradient.
여기서 상기 제어부는, 상기 증착률의 기울기가 기설정된 범위 내에 있으면서, 기설정된 범위에 속하던 상기 내부압력 기울기가 증가한 경우 상기 증착공정에 문제가 생긴 것으로 판단할 수 있다.Here, when the gradient of the deposition rate is within a preset range and the internal pressure gradient belonging to the preset range increases, it may be determined that a problem has occurred in the deposition process.
그리고 상기 제어부는, 증가된 상기 내부압력 기울기가 정해진 시간 내에 상기 기설정된 범위의 내부압력 기울기로 복귀한 경우 클로깅 현상이 발생한 것으로 판단할 수 있다.In addition, the controller may determine that the clogging phenomenon has occurred when the increased internal pressure gradient returns to the internal pressure gradient of the preset range within a predetermined time.
아울러 상기 제어부는, 증가된 상기 내부압력 기울기가 정해진 시간 내에 음(-)의 값으로 변한 경우 상기 소스물질이 소진된 것으로 판단할 수 있다.In addition, the controller may determine that the source material is exhausted when the increased internal pressure gradient changes to a negative (-) value within a predetermined time.
한편, 상기 압력센서는, 상기 도가니의 상면을 관통하는 삽입홀에 삽입 설치되며, 상기 처리공간(S)과 상기 내부공간(H)을 연통하는 통로를 가지는 하우징과, 상기 통로에 설치되어 상기 통로를 차단하며, 상기 내부공간(H)의 압력에 따라 휘는 다이어프램과, 상기 다이어프램의 상부에 배치되며 상기 다이어프램과 제1간격만큼 이격 설치되는 제1전극판과, 상기 제1간격에 설치되어 상기 제1전극판을 지지하며, 상기 하우징 및 상기 다이어프램과 함께 연결공간(B)를 형성하고, 상기 연결공간(B)과 상기 상기 처리공간(S)을 연통하는 관통홀이 형성된 제1절연체와, 상기 다이어프램과 상기 제1전극판 사이의 제1전기용량을 산출 가능한 전기용량 측정부와, 상기 제1전기용량을 압력으로 변환 가능한 압력 변환부;를 구비할 수 있다.On the other hand, the pressure sensor is inserted and installed in an insertion hole penetrating the upper surface of the crucible, the housing having a passage communicating the processing space (S) and the inner space (H), and is installed in the passage to the passage a diaphragm bent according to the pressure of the internal space (H), a first electrode plate disposed on the diaphragm and spaced apart from the diaphragm by a first interval, a first insulator supporting the first electrode plate, forming a connection space (B) together with the housing and the diaphragm, and having a through hole communicating the connection space (B) and the processing space (S); and a capacitance measuring unit capable of calculating a first capacitance between the diaphragm and the first electrode plate, and a pressure converting unit capable of converting the first capacitance into a pressure.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 증착공정용 모니터링 방법은, 밀폐된 처리공간 내 기판이 배치된 진공챔버의 상기 처리공간에 설치되며, 상기 처리공간의 상기 기판의 하부에 배치되고, 내부에 충진된 소스물질이 기화되어 상기 기판으로 증착되기 위한 분출구가 상하방향으로 관통 형성된 도가니의 내부압력과 상기 소스물질이 상기 기판에 증착되는 속도인 증착률이 실시간으로 수집되는 자료 수집 단계; 시간의 흐름에 따른 상기 내부압력 및 상기 증착률의 변화량인 내부압력 기울기 및 증착률 기울기를 각각 측정하는 기울기 측정 단계; 그리고 상기 내부압력 기울기 및 상기 증착률 기울기의 변화를 비교하는 기울기 비교 단계;를 포함한다.According to another embodiment of the present invention, the monitoring method for a deposition process is installed in the processing space of a vacuum chamber in which a substrate is disposed in a closed processing space, disposed under the substrate in the processing space, and filled therein A data collection step of collecting in real time the deposition rate, which is the internal pressure of the crucible in which the source material is vaporized and a jet hole for depositing on the substrate is formed penetrating in the vertical direction, and the rate at which the source material is deposited on the substrate; a slope measuring step of measuring an internal pressure gradient and a deposition rate gradient, which are changes in the internal pressure and the deposition rate over time, respectively; and a gradient comparison step of comparing changes in the internal pressure gradient and the deposition rate gradient.
여기서 상기 기울기 비교 단계는, 상기 증착률의 기울기가 기설정된 범위 내에 있으면서, 기설정된 범위에 속하던 상기 내부압력 기울기가 증가한 경우 상기 증착공정에 문제가 생긴 것으로 판단하는 단계일 수 있다.Here, the step of comparing the slope may be a step of determining that a problem has occurred in the deposition process when the slope of the deposition rate is within a predetermined range and the internal pressure slope belonging to the predetermined range increases.
그리고 상기 기울기 비교 단계는, 증가된 상기 내부압력 기울기가 정해진 시간 내에 상기 기설정된 범위의 내부압력 기울기로 복귀한 경우 클로깅 현상이 발생한 것으로 판단하는 단계일 수 있다.In addition, the step of comparing the slope may be a step of determining that the clogging phenomenon has occurred when the increased slope of the internal pressure returns to the slope of the internal pressure of the preset range within a predetermined time.
아울러 상기 기울기 비교 단계는, 증가된 상기 내부압력 기울기가 정해진 시간 내에 음(-)의 값으로 변한 경우 상기 소스물질이 소진된 것으로 판단하는 단계일 수 있다.In addition, the gradient comparison step may be a step of determining that the source material is exhausted when the increased internal pressure gradient changes to a negative value within a predetermined time.
본 발명에 따른 증착공정용 모니터링 시스템 및 그 방법은 진공챔버 내부에서 기판의 증착률 및 도가니의 내부압력을 모니터링하여 노즐 막힘(Nozzle Clogging), 소스물질의 변성 및 소진 여부를 파악할 수 있으며, 이를 통해, 기판 불량을 방지하여 생산성과 효율성을 향상시킬 수 있는 현저한 효과가 있다.The monitoring system and method for a deposition process according to the present invention monitor the deposition rate of the substrate and the internal pressure of the crucible inside the vacuum chamber to determine whether the nozzle clogging, the denaturation and exhaustion of the source material, and through this , there is a remarkable effect that can improve productivity and efficiency by preventing substrate defects.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 증착공정용 모니터링 시스템의 구성도이다.
도 2는 도 1의 증착공정용 모니터링 시스템의 제어블록도다.
도 3(a)는 도 1의 증착공정용 모니터링 시스템에 적용된 제1형태의 센서유닛의 단면도이다.
도 3(b)는 도 1의 증착공정용 모니터링 시스템에 적용된 제2형태의 센서유닛의 단면도이다.
도 4(a)는 도 1의 증착공정용 모니터링 시스템에 적용된 제3형태의 센서유닛의 단면도이다.
도 4(b)는 도 1의 증착공정용 모니터링 시스템에 적용된 제4형태의 센서유닛의 단면도이다.
도 5는 도 1의 증착공정용 모니터링 시스템에 적용된 제5형태의 센서유닛의 단면도이다.
도 6은 도 5를 A측에서 바라본 제1전극 및 제2전극의 배치를 나타내는 도면이다.
도 7은 도 2 내지 도 6의 센서유닛의 제1정전용량(Cm)과 제2정전용량(Cr)의 차이를 설명하는 도면이다.
도 8은 시간의 경과에 따른 도가니의 내부압력과 증착률을 나타내는 그래프이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 의한 증착공정용 모니터링 방법의 흐름을 나타낸 순서도이다.1 is a block diagram of a monitoring system for a deposition process according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a control block diagram of the monitoring system for the deposition process of FIG. 1 .
FIG. 3A is a cross-sectional view of the sensor unit of the first type applied to the monitoring system for the deposition process of FIG. 1 .
3B is a cross-sectional view of a sensor unit of a second type applied to the monitoring system for the deposition process of FIG. 1 .
4A is a cross-sectional view of a sensor unit of a third type applied to the monitoring system for the deposition process of FIG. 1 .
FIG. 4B is a cross-sectional view of a sensor unit of a fourth type applied to the monitoring system for the deposition process of FIG. 1 .
5 is a cross-sectional view of a sensor unit of a fifth type applied to the monitoring system for the deposition process of FIG. 1 .
FIG. 6 is a view showing the arrangement of the first electrode and the second electrode when viewed from the side A of FIG. 5 .
7 is a view for explaining the difference between the first capacitance (Cm) and the second capacitance (Cr) of the sensor unit of FIGS. 2 to 6 .
8 is a graph showing the internal pressure and deposition rate of the crucible over time.
9 is a flowchart illustrating a flow of a monitoring method for a deposition process according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. Since the present invention can have various changes and can have various embodiments, specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and should be understood to include all modifications, equivalents and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In describing each figure, like reference numerals have been used for like elements.
제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다. Terms such as first, second, A, and B may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, a first component may be referred to as a second component, and similarly, a second component may also be referred to as a first component. and/or includes a combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. When a component is referred to as being “connected” or “connected” to another component, it may be directly connected or connected to the other component, but it is understood that other components may exist in between. it should be On the other hand, when it is said that a certain element is "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that the other element does not exist in the middle.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the present application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate that a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification exists, but one or more other features It is to be understood that this does not preclude the possibility of the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in a commonly used dictionary should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the present application. does not
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 증착공정용 모니터링 시스템의 구성도이고, 도 2는 도 1의 증착공정용 모니터링 시스템의 제어블록도이며, 도 3(a)는 도 1의 증착공정용 모니터링 시스템에 적용된 제1형태의 센서유닛의 단면도고, 도 3(b)는 도 1의 증착공정용 모니터링 시스템에 적용된 제2형태의 센서유닛의 단면도이며, 도 4(a)는 도 1의 증착공정용 모니터링 시스템에 적용된 제3형태의 센서유닛의 단면도이고, 도 4(b)는 도 1의 증착공정용 모니터링 시스템에 적용된 제4형태의 센서유닛의 단면도이며, 도 5는 도 1의 증착공정용 모니터링 시스템에 적용된 제5형태의 센서유닛의 단면도이고, 도 6은 도 5를 A측에서 바라본 제1전극 및 제2전극의 배치를 나타내는 도면이며, 도 7은 도 2 내지 도 6의 센서유닛의 제1정전용량(Cm)과 제2정전용량(Cr)의 차이를 설명하는 도면이고, 도 8은 시간의 경과에 따른 도가니의 내부압력과 증착률을 나타내는 그래프이며, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 의한 증착공정용 모니터링 방법의 흐름을 나타낸 순서도이다.1 is a block diagram of a monitoring system for a deposition process according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a control block diagram of the monitoring system for a deposition process of FIG. 1, and FIG. 3(a) is a diagram for the deposition process of FIG. 1 A cross-sectional view of a sensor unit of a first type applied to the monitoring system, FIG. 3(b) is a cross-sectional view of a sensor unit of a second type applied to the monitoring system for the deposition process of FIG. 1, and FIG. 4(a) is the deposition of FIG. It is a cross-sectional view of a sensor unit of a third type applied to a monitoring system for a process, FIG. 4( b ) is a cross-sectional view of a sensor unit of a fourth form applied to the monitoring system for a deposition process of FIG. 1 , and FIG. 5 is the deposition process of FIG. 1 . It is a cross-sectional view of a sensor unit of a fifth type applied to a monitoring system for use, and FIG. 6 is a view showing the arrangement of the first electrode and the second electrode as viewed from the side A in FIG. 5, and FIG. 7 is the sensor unit of FIGS. 2 to 6 is a diagram for explaining the difference between the first capacitance (Cm) and the second capacitance (Cr) of It is a flowchart showing the flow of a monitoring method for a deposition process according to an embodiment.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 증착공정용 모니터링 시스템(1)은 진공챔버(10), 도가니(30), 압력센서(100), 제어부(210), 전원공급부(220), 가열부(230) 및 QCM센서(240)를 포함한다.1 and 2, the
도 1을 참조하면, 진공챔버(10)는 밀폐된 내부에 고진공(1X10-6torr 이하) 처리된 처리공간(S)을 가진다. 처리공간(S)의 상부에는 기판(20)이 설치되며, 하부에는 도가니(30)가 설치된다.Referring to FIG. 1 , the
도가니(Crucible, 30)는 소스물질(유기 발광 물질 등)이 수용되는 내부공간(H)을 가진다. 도가니(30)의 상면은 복수의 분출구(50)가 상하방향으로 관통 형성된다. 도가니(30)는 상면이 상하 방향으로 관통 형성되어 처리공간(S)과 내부공간(H)을 연통하는 삽입홀(70)을 가진다. 도가니(30)에서 가열되어 기화된 소스물질은 분출구(50)를 통해 배출되어 기판(20)에 증착된다. 도가니(30)의 재질로 타이타늄(Titanium)을 사용될 수 있다.The
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 의한 압력센서(100)는 진공챔버(10)에서 증발원으로 사용되는 도가니(30) 내부공간(H)의 압력을 측정하기 위한 것으로, 센서유닛(110), 전기용량 측정부(120) 및 압력 변환부(130)를 포함한다. 압력센서(100)는 제어부(210)에 전기적으로 연결되며, 도가니(30)의 내부공간(H)의 압력을 측정한 측정압력을 제어부(210)로 전송한다.Referring to FIG. 1 , the
도 3(a)를 참조하면, 제1형태의 센서유닛(110)은 하우징(111), 다이어프램(112), 제1전극판(113), 제1절연체(115) 및 고정링(119)을 포함한다.Referring to FIG. 3( a ), the
센서유닛(110)은 도가니(30) 내부에 위치하기 때문에 도가니(30)의 가열온도까지 가열된다. 도가니(30)는 소스물질이 증발되는 온도까지 가열되기 때문에 소스물질이 센서유닛(110)에 묻더라도 다시 증발된다.Since the
하우징(111)은 원통형으로 상하가 개방되며, 처리공간(S)과 내부공간(H)을 연통하는 통로를 가진다. 하우징(111)은 삽입홀(70)에 삽입 설치된다.The
다이어프램(112)은 원판형으로 하우징(111)의 상기 통로에 설치되어 상기 통로를 분리 및 차단한다. 다이어프램(112)은 피측정 매체(내부공간(H))의 압력을 받으면 휘게 될 수 있다. 다이어프랩(112)은 소스물질의 증발 온도인 고온에서 사용이 가능한 타이타늄 등 금속 소재가 사용될 수 있다. 다이어프램(112)의 두께는 휨 변형이 발생할 수 있도록 충분히 작은 두께를 가져야 하는데 일 예로 0.1mm 정도 두께의 금속판이 사용될 수 있다.The
제1전극판(113)은 원판형으로 하우징(111)의 통로에 설치된다. 제1전극판(113)은 도전성 금속이 사용될 수 있다. 제1전극판(113)은 다이어프램(112)의 상부에 위치하며, 다이어프램(112)과 제1간격만큼 이격 배치된다.The
제1절연체(115)는 상기 제1간격에 설치되어 제1전극판(113)을 지지한다. 제1절연체(115)는 하우징(11) 및 다이어프램(112)과 함께 연결공간(B)를 형성한다. 제1절연체(115)는 세라믹 소재가 사용될 수 있다. 제1절연체(115)는 연결공간(B)과 처리공간(S)을 연통하는 관통홀이 형성되어 연결공간(B)의 압력은 처리공간(S)의 압력과 같게 된다.The
고정링(119)은 링형상으로 내부공간(H)이 밀폐되도록 외주면이 하우징(111)의 내주면에 밀착 및 고정 설치된다. 고정링(119)의 내주면에는 다이어프램(112)이 고정된다. 고정링(119)은 다이어프램(112)과 함께 상기 통로를 차단하여 내부공간(H)을 밀폐한다.The fixing
도 3(b)를 참조하면, 제3형태의 센서유닛(110)은 제1실시예에 의한 센서유닛(110)에 제2전극판(114) 및 제2절연체(116)를 더 포함한다. 제2전극판(114)은 원판형으로 하우징(111)의 통로에 설치된다. 제2전극판(114)은 도전성 금속이 사용될 수 있다. 제2전극판(114)은 제1전극판(113)의 상부에 위치하며, 제1전극판(113)과 제2간격만큼 이격 배치된다. 이때, 상기 제1간격과 상기 제2간격은 서로 동일할 수 있다.Referring to FIG. 3B , the
제2절연체(116)는 제1전극판(113)과 제2전극판(114)의 사이에 설치된다. 제2절연체(116)는 제2전극판의 하면을 지지한다. 제2절연체(116)는 세라믹 소재가 사용될 수 있다. 제1절연체(115) 및 제2절연체(116)는 두께가 동일한 것이 바람직하다.The
도 4(a)를 참조하면, 제3형태의 센서유닛(110)은 하우징(111), 다이어프램(112), 제1전극판(113), 제1절연체(115) 및 절연판(117)을 포함한다.Referring to FIG. 4A , the
센서유닛(110)은 도가니(30) 내부에 위치하기 때문에 도가니(30)의 가열온도까지 가열된다. 도가니(30)는 소스물질이 증발되는 온도까지 가열되기 때문에 소스물질이 센서유닛(110)에 묻더라도 다시 증발된다.Since the
하우징(111)은 원통형으로 상하가 개방되며, 처리공간(S)과 내부공간(H)을 연통하는 통로를 가진다. 하우징(111)은 삽입홀(70)에 삽입 설치된다.The
다이어프램(112)은 원판형으로 하우징(111)의 상기 통로에 설치되어 상기 통로를 분리 및 차단한다. 다이어프램(112)은 피측정 매체(내부공간(H))의 압력을 받으면 휘게 될 수 있다. 다이어프랩(112)은 소스물질의 증발 온도인 고온에서 사용이 가능한 타이타늄 등 금속 소재가 사용될 수 있다. 다이어프램(112)의 두께는 휨 변형이 발생할 수 있도록 충분히 작은 두께를 가져야 하는데 일 예로 0.1mm 정도 두께의 금속판이 사용될 수 있다.The
제1전극판(113)은 원판형으로 하우징(111)의 통로에 설치된다. 제1전극판(113)은 도전성 금속이 사용될 수 있다. 제1전극판(113)은 다이어프램(112)의 상부에 위치하며, 다이어프램(112)과 제1간격만큼 이격 배치된다.The
제1절연체(115)는 상기 제1간격에 설치되어 제1전극판(113)을 지지한다. 제1절연체(115)는 하우징(11) 및 다이어프램(112)과 함께 연결공간(B)를 형성한다. 제1절연체(115)는 세라믹 소재가 사용될 수 있다. 제1절연체(115)는 연결공간(B)과 처리공간(S)을 연통하는 관통홀이 형성되어 연결공간(B)의 압력은 처리공간(S)의 압력과 같게 된다.The
절연판(117)은 원판형으로 상면이 다이어프램(112)의 하면에 결합된다. 절연판(117)은 다이어프램(112)과 일체화된 형태(즉, 절연판(117)의 상면이 금속으로 코팅된 형태)로 사용될 수 있다. 절연판(117)은 내부공간(H)의 압력에 따라 다이어프램(112)과 함께 휠 수 있다. 절연판(117)은 박막의 세라믹 소재가 사용될 수 있다. 절연판(117)이 사용될 경우 다이어프램(112)의 긴장도(팽팽함)를 유지하기 위해 필요했던 고정링(119)과 같은 프레임은 필요 없게 된다.The insulating
도 4(b)를 참조하면, 제4형태의 센서유닛(110)은 제3실시예에 의한 센서유닛(110)에 제2전극판(114) 및 제2절연체(116)를 더 포함한다. 제2전극판(114)은 원판형으로 하우징(111)의 통로에 설치된다. 제2전극판(114)은 도전성 금속이 사용될 수 있다. 제2전극판(114)은 제1전극판(113)의 상부에 위치하며, 제1전극판(113)과 제2간격만큼 이격 배치된다. 이때, 상기 제1간격과 상기 제2간격은 서로 동일할 수 있다.Referring to FIG. 4B , the
제2절연체(116)는 제1전극판(113)과 제2전극판(114)의 사이에 설치된다. 제2절연체(116)는 제2전극판의 하면을 지지한다. 제2절연체(116)는 세라믹 소재가 사용될 수 있다. 제1절연체(115) 및 제2절연체(116)는 두께가 동일한 것이 바람직하다.The
도 5 및 도 6을 참조하면, 제5형태의 센서유닛(110)은 하우징(111), 다이어프램(112), 제1전극판(113), 제1절연체(115), 제2전극판(114), 제2절연체(116) 및 고정링(119)을 포함한다.5 and 6 , the
센서유닛(110)은 도가니(30) 내부에 위치하기 때문에 도가니(30)의 가열온도까지 가열된다. 도가니(30)는 소스물질이 증발되는 온도까지 가열되기 때문에 소스물질이 센서유닛(110)에 묻더라도 다시 증발된다.Since the
하우징(111)은 원통형으로 상하가 개방되며, 처리공간(S)과 내부공간(H)을 연통하는 통로를 가진다. 하우징(111)은 삽입홀(70)에 삽입 설치된다.The
다이어프램(112)은 원판형으로 하우징(111)의 상기 통로에 설치되어 상기 통로를 분리 및 차단한다. 다이어프램(112)은 피측정 매체(내부공간(H))의 압력을 받으면 휘게 될 수 있다. 다이어프랩(112)은 소스물질의 증발 온도인 고온에서 사용이 가능한 타이타늄 등 금속 소재가 사용될 수 있다. 다이어프램(112)의 두께는 휨 변형이 발생할 수 있도록 충분히 작은 두께를 가져야 하는데 일 예로 0.1mm 정도 두께의 금속판이 사용될 수 있다.The
제3절연체(118)는 다이어프램(112)의 상부에 설치되며, 하우징(11) 및 다이어프램(112)과 함께 연결공간(B)을 형성한다. 제3절연체(118)는 세라믹 소재가 사용될 수 있다. 제3절연체(118)는 연결공간(B)과 처리공간(S)을 연통하는 관통홀(미도시)이 형성되어 연결공간(B)의 압력은 처리공간(S)의 압력과 같게 된다.The
제1전극판(113)은 원판형으로 제3절연체(118)의 하면에 결합되며, 제3절연체(118)의 중앙부에 배치된다. 제1전극판(113)은 도전성 금속이 사용될 수 있다.The
제2전극판(114)은 원판형으로 제3전극판(118)의 하면에 결합되며, 제1전극판(113)과 제3간격만큼 이격 배치된다. 구체적으로, 도 5에 서와 같이, 제2전극판(114)은 환형 또는 도넛형으로 중심에 제1전극판(113)이 배치될 수 있다.The
고정링(119)은 링형상으로 내부공간(H)이 밀폐되도록 외주면이 하우징(111)의 내주면에 밀착 및 고정 설치된다. 고정링(119)의 내주면에는 다이어프램(112)이 고정된다. 고정링(119)은 다이어프램(112)과 함께 상기 통로를 차단하여 내부공간(H)을 밀폐한다. The fixing
고정링(119)은 링형상으로 내부공간(H)이 밀폐되도록 외주면이 하우징(111)의 내주면에 밀착 및 고정 설치된다. 고정링(119)의 내주면에는 다이어프램(112)이 고정된다. 고정링(119)은 다이어프램(112)과 함께 상기 통로를 차단하여 내부공간(H)을 밀폐한다. The fixing
다이어프램(112)은 상기 제3간격에 대응하는 위치에 하방향으로 요홈이 형성될 수 있다. 이렇게 함으로써 제1전극판(113)에 대향하는 다이어프램(112)의 제1부분은 내부공간(H)의 압력으로 휘게 되고, 제2전극판에 대향하는 다이어프램(112)의 부분은 일단이 고정링(119)에 고정되어 있으므로 평평한 상태를 유지하게 된다.The
또한, 본 발명의 실시 예에 의한 압력센서(100)는 베플(baffle, 미도시)을 더 포함할 수 있다. 상기 베플은 다이어프램(112)의 하부에 배치되며, 하우징(111)의 통로에 설치된다. 상기 베플은 기화된 원료는 통과시키면서 클러스터가 직접 다이어프램(112)에 충돌하는 것을 방지할 수 있다. 베플(118)은 2중으로 설치되는 판 형상이거나 스크류 형상을 가질 수 있다.In addition, the
한편 다이어프램(112), 제1전극판(113) 및 제2전극판(114)은 도선 도는 전선을 통해 전기용량 측정부(120)와 전기적으로 연결될 수 있으며, 이는 통상의 기술자에 의해 용이하게 구현 가능하므로 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.Meanwhile, the
도 7을 참조하면, 전기용량 측정부(120)는 다이어프램(112)과 제1전극판(113) 사이의 제1전기용량(Cm)을 측정한다. 전기용량 측정부(120)는 제1전극판(113)과 제2전극판(114) 사이의 제2전기용량(Cr)을 측정한다. 전기용량 측정부(120)는 제1전기용량(Cm)과 제2전기용량(Cr)과의 차인 측정전기용량(Cd)을 산출한다. 제1절연체(115) 및 제2절연체(116)는 두께가 동일한 세라믹 등과 같은 절연체인 것이 바람직하다. Referring to FIG. 7 , the
이는 온도가 증가함에 따라 유전률의 변화로 인해서 전기용량 값 자체가 변화하는 것을 방지하기 위함이다. 즉, 절연체는 유전율이 매우 크기 때문에 상기 제1간격 및 상기 제2간격에 동일한 두께의 절연체를 삽입하면 온도상승으로 인한 유전율 변화의 영향을 거의 받지 않게 되기 때문이다.This is to prevent the capacitance value itself from changing due to the change in dielectric constant as the temperature increases. That is, since the dielectric constant of the insulator is very large, when an insulator having the same thickness is inserted in the first gap and the second gap, the effect of the dielectric constant change due to the temperature rise is hardly affected.
한편, 도 4 및 도 5의 센서유닛(110)의 경우, 전기용량 측정부(12 0)는 다이어프램(112)과 제1전극판(113) 사이의 제1전기용량(Cn)을 측정할 수 있다. 전기용량 측정부(120)는 다이어프램(112)과 제2전극판(114) 사이의 제2전기 용량(Cp)을 측정할 수 있다. 전기용량 측정부(120)는 제1전기용량(Cn)과 제2전기용 량(Cp)과의 차인 측정전기용량(Cd)을 산출할 수 있다.Meanwhile, in the case of the
압력 변환부(130)는 전기용량 측정부(120)가 측정한 측정전기용량(Cd)을 측정압력으로 변환한다. 압력변환부(130)는 상기 측정압력을 제어부(210)에 전송한다.The
가열부(230)는 도가니(30)에 설치되어 도가니(30)에 열원을 공급한다.The
전원 공급부(220)는 가열부(230)에 전기적으로 연결된다. 전원 공급부(220)는 가열부(230)에 전원을 공급한다. 상기 전원의 종류는 DC 전원 및 AC 전원이 모두 사용될 수 있다. 전원 공급부(220)는 제어부(210)에서 전달되는 전원 제어 신호에 의해 전원 출력이 조절될 수 있다. 전원 제어 신호는 일반적으로 0~10V 신호를 이용하며, 이 이외의 다양한 신호 방식이 사용될 수 있다.The
QCM센서(240)는 진공챔버(10)의 처리공간에 배치되어 기판(20)과 근접한 위치에 설치된다. QCM센서(240)는 소스물질이 기판(20)에 도달하여 증착되는 증착률을 측정한다. QCM센서(240)는 제어부(210)에 전기적으로 연결되며, 기판(20)에 원료물질(40)이 증착되는 속도인 증착률(A/s)을 주기적으로 산출하여 제어부(210)에 전송한다.The
QCM센서(240)는 석영진동자를 이용한 QCM(quartz crystal monitor)가 사용될 수 있다. 이러한 석영진동자에 증착 물질이 증착 될 경우 석영진동자의 무게가 증가하게 되고 그에 따라 진동자의 진동수(frequency)가 감소하게 된다. 따라서, QCM센서(240)는 진동자의 진동수 변화를 측정하여 석영진동자에 증착 되는 양을 감지할 수 있다.The
QCM센서(240)의 증착률 측정의 재현성을 높이기 위해서는 진공챔버(10) 처리공간(S)의 진공도가 일정한 것이 바람직하다. 또한, QCM센서(240)와 도가니(30)의 이격 거리를 최소화하는 것이 바람직하다.In order to increase the reproducibility of the deposition rate measurement of the
제어부(210)는 압력센서(100), 전원 공급부(220) 및 QCM센서(240)에 전기적으로 연결된다. 제어부(210)는 압력센서(100)로부터 전송된 측정압력과 기설정된 설정압력을 비교하여 전원 공급부(220)가 가열부(230)에 공급하는 전원을 조절할 수 있다. 구체적으로, 제어부(210)는 측정압력이 설정압력보다 작은 경우 전원 공급부(220)의 공급 전원을 높인다. 제어부(210)는 측정압력이 설정압력보다 큰 경우 전원 공급부(220)의 공급 전원을 낮춘다.The
도 8을 참조하면, 제어부(210)는 시간의 흐름에 따라 측정압력의 값과 증착률을 비교할 수 있다. 제어부(210)는 시간의 흐름에 따라 상기 증착률은 감소하면서 상기 측정압력의 값은 증가하면 원료물질이 분출구(50)를 막는 클로깅(Clogging)현상이 발생한 것으로 판단할 수 있다.Referring to FIG. 8 , the
제어부(210)는 자료 수집부(212), 기울기 측정부(214) 및 비교 판단부(216)를 포함한다. 자료 수집부(212)는 압력센서(100) 및 QCM센서(240)로부터 주기적으로 전송된 내부압력 및 증착률을 실시간으로 수집한다. 기울기 측정부(214)는 자료 수집부(212)가 측정한 상기 내부압력 및 상기 증착률을 시간의 흐름에 따른 상기 내부압력 및 상기 증착률의 변화량인 내부압력 기울기 및 증착률 기울기를 각각 측정한다. 비교 판단부(216)는 상기 내부압력 기울기 및 상기 증착률 기울기의 변화를 비교한다.The
구체적으로, 비교 판단부(216)는 상기 증착률의 기울기가 기설정된 범위 내에 있으면서, 기설정된 범위에 속하던 상기 내부압력 기울기가 증가한 경우 상기 증착공정에 문제가 생긴 것으로 판단할 수 있다(소스물질 변성 발생). Specifically, the
비교 판단부(216)는 증가된 상기 내부압력 기울기가 정해진 시간 내에 상기 기설정된 범위의 내부압력 기울기로 복귀한 경우 클로깅 현상이 발생한 것으로 판단할 수 있다.The
비교 판단부(216)는 증가된 상기 내부압력 기울기가 정해진 시간 내에 음(-)의 값으로 변한 경우 상기 소스물질이 소진된 것으로 판단할 수 있다.The
도 9는 본 발명의 일 실시예에 의한 증착공정용 모니터링 방법의 흐름을 나타낸 순서도이다. 이하, 도 9를 참조하여, 본 실시예에 따른 증착공정용 모니터링 방법을 설명한다.9 is a flowchart illustrating a flow of a monitoring method for a deposition process according to an embodiment of the present invention. Hereinafter, a monitoring method for a deposition process according to the present embodiment will be described with reference to FIG. 9 .
우선, 밀폐된 처리공간(S)에 기판(20)이 배치된 진공챔버(10)의 처리공간(S)에 설치되며, 처리공간(S)의 기판(20)의 하부에 배치되고, 내부에 충진된 소스물질(40)이 기화되어 기판(20)으로 증착되기 위한 분출구(50)가 상하방향으로 관통 형성된 도가니(30)의 내부압력과 소스물질(40)이 기판(20)에 증착되는 속도인 증착률이 기설정된 시간 간격으로 실시간으로 수집된다(S10).First, it is installed in the processing space (S) of the
다음으로, 시간의 흐름에 따른 상기 내부압력 및 상기 증착률의 변화량인 내부압력 기울기 및 증착률 기울기가 각각 측정된다(S20).Next, the internal pressure gradient and the deposition rate gradient, which are changes in the internal pressure and the deposition rate with the passage of time, are respectively measured ( S20 ).
다음으로, 상기 내부압력 기울기 및 상기 증착률 기울기의 변화를 비교한다(S30).Next, the internal pressure gradient and the change in the deposition rate gradient are compared (S30).
구체적으로, 상기 증착률의 기울기가 기설정된 범위 내에 있으면서, 기설정된 범위에 속하던 상기 내부압력 기울기가 증가한 경우 상기 증착공정에 문제가 생긴 것으로 판단한다(S30).Specifically, when the gradient of the deposition rate is within a preset range and the internal pressure gradient belonging to the preset range increases, it is determined that a problem has occurred in the deposition process (S30).
한편, 증가된 상기 내부압력 기울기가 정해진 시간 내에 상기 기설정된 범위의 내부압력 기울기로 복귀한 경우 클로깅 현상이 발생한 것으로 판단된다(S41)On the other hand, when the increased internal pressure gradient returns to the internal pressure gradient of the preset range within a predetermined time, it is determined that the clogging phenomenon has occurred (S41)
또한, 증가된 상기 내부압력 기울기가 정해진 시간 내에 음(-)의 값으로 변한 경우 소스물질(40)이 소진된 것으로 판단된다(S42).In addition, when the increased internal pressure gradient changes to a negative (-) value within a predetermined time, it is determined that the
상기 단계들(S30)(S41)(S42)의 경우에, 증착공정에 문제가 생긴 것으로 관리자에게 경고음 또는 경고 메시지가 전송될 수 있다.In the case of the steps S30, S41, and S42, a warning sound or a warning message may be transmitted to the manager indicating that a problem has occurred in the deposition process.
결과적으로, 본 발명에 따른 증착공정용 모니터링 시스템 및 그 방법은 진공챔버 내부에서 기판의 증착률 및 도가니의 내부압력을 모니터링하여 노즐 막힘(Nozzle Clogging), 소스물질의 변성 및 소진 여부를 파악할 수 있으며, 이를 통해, 기판 불량을 방지하여 생산성과 효율성을 향상시킬 수 있다. As a result, the monitoring system for the deposition process and the method according to the present invention monitor the deposition rate of the substrate and the internal pressure of the crucible inside the vacuum chamber to determine whether nozzle clogging, denaturation and exhaustion of the source material. , through this, it is possible to prevent substrate defects and improve productivity and efficiency.
본 발명을 바람직한 실시 예들을 통하여 상세하게 설명하였으나, 이와 다른 형태의 실시 예들도 가능하다. 그러므로 이하에 기재된 청구항들의 기술적 사상과 범위는 바람직한 실시 예들에 한정되지 않는다.Although the present invention has been described in detail through preferred embodiments, other embodiments are also possible. Therefore, the spirit and scope of the claims described below are not limited to the preferred embodiments.
1: 증착공정용 모니터링 시스템
10: 진공챔버
20: 기판
30: 도가니
40: 소스물질
50: 분출구
100: 압력센서
110: 센서유닛
111: 하우징
112: 다이어프램
113: 제1전극판
114: 제2전극판
115: 제1절연체
116: 제2절연체
117: 절연판
1
18: 제3절연체
118: 고정링
120: 전기용량 측정부
130: 압력 변환부
210: 제어부
212: 자료 수집부
214: 기울기 측정부
216: 비교 판단부
220: 전원 공급부
230: 가열부
240: QCM센서
S: 처리공간
H: 내부공간
B: 연결공간
1: Monitoring system for deposition process 10: Vacuum chamber
20: substrate 30: crucible
40: source material 50: outlet
100: pressure sensor 110: sensor unit
111: housing 112: diaphragm
113: first electrode plate 114: second electrode plate
115: first insulator 116: second insulator
117: insulating
118: fixing ring 120: capacitance measuring unit
130: pressure conversion unit 210: control unit
212: data collection unit 214: slope measuring unit
216: comparison determination unit 220: power supply
230: heating unit 240: QCM sensor
S: Processing space H: Internal space
B: Connection space
Claims (9)
상기 처리공간에 배치되어 소스물질이 충진되는 내부공간을 가지며, 상면이 상하방향으로 관통되어 복수의 분출구가 형성되고, 상기 분출구를 통해 기화된 소스물질이 상기 기판에 증착되는 도가니;
상기 도가니의 내부공간에 설치되며, 상기 내부공간의 내부압력을 주기적으로 측정 및 전송하는 압력센서;
상기 진공챔버의 상기 처리공간에 설치되며, 상기 소스물질이 상기 기판에 증착되는 속도인 증착률을 주기적으로 측정 및 전송하는 QCM센서;및
상기 압력센서 및 상기 QCM센서에 전기적으로 연결되며, 상기 내부압력 및 상기 증착률을 실시간으로 수집하고, 시간의 흐름에 따른 상기 내부압력 및 상기 증착률의 변화량인 내부압력 기울기 및 증착률 기울기를 각각 측정하며, 상기 내부압력 기울기 및 상기 증착률 기울기의 변화를 비교하는 제어부;를 포함하는, 증착공정용 모니터링 시스템.a vacuum chamber having a sealed processing space therein and in which a substrate is disposed on an upper portion of the processing space;
a crucible disposed in the processing space and having an inner space filled with a source material, the upper surface of which is penetrated in the vertical direction to form a plurality of jets, and a source material vaporized through the jets is deposited on the substrate;
a pressure sensor installed in the inner space of the crucible and periodically measuring and transmitting the inner pressure of the inner space;
A QCM sensor installed in the processing space of the vacuum chamber and periodically measuring and transmitting a deposition rate, which is a rate at which the source material is deposited on the substrate; And
It is electrically connected to the pressure sensor and the QCM sensor, and collects the internal pressure and the deposition rate in real time, and calculates the internal pressure gradient and the deposition rate gradient, which are changes in the internal pressure and the deposition rate over time, respectively. and a control unit that measures and compares the change in the internal pressure gradient and the deposition rate gradient.
상기 제어부는,
상기 증착률의 기울기가 기설정된 범위 내에 있으면서,
기설정된 범위에 속하던 상기 내부압력 기울기가 증가한 경우 상기 증착공정에 문제가 생긴 것으로 판단하는, 증착공정용 모니터링 시스템.According to claim 1,
The control unit is
While the slope of the deposition rate is within a preset range,
A monitoring system for a deposition process that determines that a problem has occurred in the deposition process when the internal pressure gradient within a preset range increases.
상기 제어부는,
증가된 상기 내부압력 기울기가 정해진 시간 내에 상기 기설정된 범위의 내부압력 기울기로 복귀한 경우 클로깅 현상이 발생한 것으로 판단하는, 증착공정용 모니터링 시스템.3. The method of claim 2,
The control unit is
When the increased internal pressure gradient returns to the internal pressure gradient of the preset range within a predetermined time, it is determined that the clogging phenomenon has occurred.
상기 제어부는,
증가된 상기 내부압력 기울기가 정해진 시간 내에 음(-)의 값으로 변한 경우 상기 소스물질이 소진된 것으로 판단하는, 증착공정용 모니터링 시스템.3. The method of claim 2,
The control unit is
When the increased internal pressure gradient changes to a negative (-) value within a predetermined time, it is determined that the source material is exhausted, a monitoring system for a deposition process.
상기 압력센서는,
상기 도가니의 상면을 관통하는 삽입홀에 삽입 설치되며, 상기 처리공간과 상기 내부공간을 연통하는 통로를 가지는 하우징과,
상기 통로에 설치되어 상기 통로를 차단하며, 상기 내부공간의 압력에 따라 휘는 다이어프램과,
상기 다이어프램의 상부에 배치되며 상기 다이어프램과 제1간격만큼 이격 설치되는 제1전극판과,
상기 제1간격에 설치되어 상기 제1전극판을 지지하며, 상기 하우징 및 상기 다이어프램과 함께 연결공간를 형성하고, 상기 연결공간과 상기 상기 처리공간을 연통하는 관통홀이 형성된 제1절연체와,
상기 다이어프램과 상기 제1전극판 사이의 제1전기용량을 산출 가능한 전기용량 측정부와,
상기 제1전기용량을 압력으로 변환 가능한 압력 변환부;를 구비하는, 증착공정용 모니터링 시스템.According to claim 1,
The pressure sensor is
a housing inserted and installed in an insertion hole penetrating the upper surface of the crucible and having a passage communicating the processing space and the inner space;
a diaphragm installed in the passage to block the passage and bent according to the pressure of the inner space;
a first electrode plate disposed on the diaphragm and spaced apart from the diaphragm by a first interval;
a first insulator installed at the first interval to support the first electrode plate, to form a connection space together with the housing and the diaphragm, and to have a through-hole communicating the connection space and the processing space;
a capacitance measuring unit capable of calculating a first capacitance between the diaphragm and the first electrode plate;
A monitoring system for a deposition process comprising a; a pressure converter capable of converting the first capacitance into a pressure.
시간의 흐름에 따른 상기 내부압력 및 상기 증착률의 변화량인 내부압력 기울기 및 증착률 기울기를 각각 측정하는 기울기 측정 단계;및
상기 내부압력 기울기 및 상기 증착률 기울기의 변화를 비교하는 기울기 비교 단계;를 포함하는, 증착공정용 모니터링 방법.It is installed in the processing space of the vacuum chamber in which the substrate in the closed processing space is disposed, and is disposed under the substrate in the processing space, and the ejection port for vaporizing the source material filled therein and depositing the substrate onto the substrate is in the vertical direction. A data collection step in which the deposition rate, which is the internal pressure of the crucible formed through the furnace and the rate at which the source material is deposited on the substrate, is collected in real time;
A slope measuring step of measuring the internal pressure gradient and the deposition rate gradient, which are changes in the internal pressure and the deposition rate with the passage of time, respectively; And
A monitoring method for a deposition process comprising a; a slope comparison step of comparing the change in the slope of the internal pressure and the deposition rate slope.
상기 기울기 비교 단계는,
상기 증착률의 기울기가 기설정된 범위 내에 있으면서,
기설정된 범위에 속하던 상기 내부압력 기울기가 증가한 경우 상기 증착공정에 문제가 생긴 것으로 판단하는 단계인, 증착공정용 모니터링 방법.7. The method of claim 6,
The slope comparison step is,
While the slope of the deposition rate is within a preset range,
The step of determining that a problem has occurred in the deposition process when the internal pressure gradient belonging to a preset range increases, the deposition process monitoring method.
상기 기울기 비교 단계는,
증가된 상기 내부압력 기울기가 정해진 시간 내에 상기 기설정된 범위의 내부압력 기울기로 복귀한 경우 클로깅 현상이 발생한 것으로 판단하는 단계인, 증착공정용 모니터링 방법.8. The method of claim 7,
The slope comparison step is,
The step of determining that the clogging phenomenon has occurred when the increased internal pressure gradient returns to the internal pressure gradient of the preset range within a predetermined time.
상기 기울기 비교 단계는,
증가된 상기 내부압력 기울기가 정해진 시간 내에 음(-)의 값으로 변한 경우 상기 소스물질이 소진된 것으로 판단하는 단계인, 증착공정용 모니터링 방법.8. The method of claim 7,
The slope comparison step is,
The step of determining that the source material is exhausted when the increased internal pressure gradient changes to a negative (-) value within a predetermined time, the deposition process monitoring method.
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