WO2024117584A1 - 증착원 시스템, 이를 이용한 증착율 제어 방법 및 이를 포함한 박막 증착 장비 - Google Patents

증착원 시스템, 이를 이용한 증착율 제어 방법 및 이를 포함한 박막 증착 장비 Download PDF

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WO2024117584A1
WO2024117584A1 PCT/KR2023/017639 KR2023017639W WO2024117584A1 WO 2024117584 A1 WO2024117584 A1 WO 2024117584A1 KR 2023017639 W KR2023017639 W KR 2023017639W WO 2024117584 A1 WO2024117584 A1 WO 2024117584A1
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deposition source
source
rate
measurement sensor
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PCT/KR2023/017639
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황도원
황지섭
김동우
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주식회사 알파에이디티
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    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/24—Vacuum evaporation
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    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/54—Controlling or regulating the coating process

Definitions

  • the present invention relates to a deposition source system, a deposition rate control method using the same, and thin film deposition equipment including the same, and more specifically, to a deposition source system including a plurality of measurement sensors and a plurality of deposition sources, a deposition rate control method using the same, and a thin film including the same. It is about deposition equipment.
  • Manufacturing technology for semiconductor devices includes a deposition process to form a deposited film on a wafer.
  • the deposition process may include a physical vapor deposition process and a chemical vapor deposition process.
  • Vapor deposition methods are broadly classified into two types. One is PVD (Physical Vapor Deposition) and the other is CVD (Chemical Vapor Deposition). The difference between the two is that the material to be deposited (target) changes from a gaseous state (generally ionized atomic state) to a solid state on the substrate to be deposited. It is determined by what process goes through when metamorphosis occurs.
  • PVD Physical Vapor Deposition
  • CVD Chemical Vapor Deposition
  • PVD requires a vacuum environment.
  • Deposition methods corresponding to PVD include sputtering, E-beam evaporation, thermal evaporation, Laser Molecular Beam Epitaxy (L-MBE), and Pulsed Laser Deposition (PLD). Deposition), etc.
  • L-MBE Laser Molecular Beam Epitaxy
  • PLD Pulsed Laser Deposition
  • PVD methods When depositing widely used oxide semiconductors or GaAs (gallium arsenide), PVD methods first sinter or melt the compounds to manufacture solid targets, volatilize them with heat or electron beams and deposit them on the substrate, or use each raw material as a solid target. After putting the material into a cell (effusion cell), opening and closing the door of the cell blows the raw material into a gaseous state through heat, laser, electron beam, etc. When the blown raw material touches the substrate, it changes into a solid state. is deposited.
  • a cell effusion cell
  • Thin film deposition equipment may include a deposition rate measurement sensor for measuring the thickness of the deposition material deposited on the wafer.
  • the deposition rate measurement sensor can measure the evaporation amount and deposition rate of the deposition material evaporated or sputtered from the deposition source. To ensure uniform deposition thickness on the wafer, accurate measurement of the deposition rate is necessary.
  • Multiple deposition sources may be used to deposit deposition materials on large area wafers. In order to increase the thickness uniformity of the deposition material deposited on the wafer, it is necessary to adjust the deposition rate of each of the plurality of deposition sources.
  • the technical problem to be solved by the present invention is to provide a deposition source system that can adjust the deposition rate of each deposition source in real time using a plurality of measurement sensors and a plurality of deposition sources.
  • Another technical problem that the present invention aims to solve is to provide a deposition rate control method that can adjust the deposition rate of each deposition source in real time using a plurality of measurement sensors and a plurality of deposition sources.
  • Another technical problem that the present invention aims to solve is to provide thin film deposition equipment that can adjust the deposition rate of the deposition material deposited on the wafer in real time using a plurality of measurement sensors and a plurality of deposition sources.
  • a deposition source system for achieving the above technical problem includes first to third deposition sources that provide deposition materials, and first and second measurement sensors that measure the deposition thickness of the deposition materials.
  • the first measurement sensor measures the deposition rate of the first deposition source and the deposition rate of the second deposition source
  • the second measurement sensor measures the deposition rate of the first deposition source and the deposition rate of the third deposition source. Measure.
  • the second deposition source, the first deposition source, and the third deposition source are arranged in a row.
  • the deposition source system further includes a fourth deposition source providing the deposition material, the first measurement sensor measures the deposition rate of the fourth deposition source, and the second measurement sensor The deposition rate of the fourth deposition source is not measured.
  • the first deposition source, the second deposition source, and the fourth deposition source are disposed along the circumference of the first measurement sensor.
  • the first to third deposition sources are one of a vacuum evaporation source or a sputtering gun.
  • Thin film deposition equipment for achieving the other technical problems includes a process chamber, a substrate support placed in the process chamber and onto which a substrate is loaded, and a deposition disposed in the process chamber and deposited on the substrate. It includes a deposition source system that provides a material, wherein the deposition source system includes first to third deposition sources that provide the deposition material to the substrate, and first and second measurement sensors that measure a deposition thickness of the deposition material. It includes, wherein the first measurement sensor measures the deposition rate of the first deposition source and the deposition rate of the second deposition source, and the second measurement sensor measures the deposition rate of the first deposition source and the deposition rate of the third deposition source. Measure.
  • the second deposition source, the first deposition source, and the third deposition source are arranged in a line.
  • the thin film deposition equipment further includes a fourth deposition source providing the deposition material, the first deposition source, the second deposition source, and the fourth deposition source is disposed along the circumference of the first measurement sensor, the first measurement sensor measures the deposition rate of the fourth deposition source, and the second measurement sensor does not measure the deposition rate of the fourth deposition source.
  • the deposition rate of the first deposition source measured by the first measurement sensor is equal to the deposition rate of the second deposition source measured by the first measurement sensor.
  • the deposition rate of the third deposition source measured by the second measurement sensor is determined by the second measurement sensor. The power value supplied to the third deposition source is changed to be equal to the deposition rate of the first deposition source measured by .
  • the deposition rate control method for achieving the above technical problem measures the deposition rates of the first deposition source and the second deposition source using a first measurement sensor, and measures the deposition rate of the first deposition source.
  • the value of the first power supplied to the second deposition source is changed so that the deposition rate and the deposition rate of the second deposition source are the same, and after changing the first power value, the second deposition is performed using a second measurement sensor. It includes measuring the deposition rates of the original and third deposition sources, and changing the value of the second power supplied to the third deposition source so that the deposition rates of the second deposition source and the deposition rate of the third deposition source are the same.
  • one deposition rate measurement sensor measures the deposition rate of a plurality of deposition sources and at the same time, a plurality of deposition rate measurement sensors measure the deposition rate of one deposition source, so that the deposition rate measurement sensor Relative errors can be adjusted in real time.
  • the thickness uniformity of the deposited material deposited on the substrate can be improved.
  • FIG. 1 is a diagram for explaining thin film deposition equipment according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic top view showing the arrangement of the deposition source system of FIG. 1.
  • Figures 3 and 4 are schematic side views showing the arrangement of the deposition source system of Figure 1.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining a deposition rate control method using the deposition source system shown in FIGS. 2 to 4.
  • FIG. 6 is a schematic top view showing the arrangement of the deposition source system of FIG. 1.
  • FIG. 7 is a schematic side view of the arrangement of the deposition source system of FIG. 1.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining a deposition rate control method using the deposition source system shown in FIGS. 6 and 7.
  • first, second, etc. are used to describe various elements, elements and/or sections, it is understood that these elements, elements and/or sections are not limited by these terms. These terms are merely used to distinguish one element, component or section from other elements, elements or sections. Accordingly, it goes without saying that the first element, first element, or first section mentioned below may also be a second element, second element, or second section within the technical spirit of the present invention.
  • FIG. 1 is a diagram for explaining thin film deposition equipment according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic plan view showing the arrangement of the deposition source system of FIG. 1.
  • Figures 3 and 4 are schematic side views showing the arrangement of the deposition source system of Figure 1.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining a deposition rate control method using the deposition source system shown in FIGS. 2 to 4.
  • FIG. 1 is a diagram roughly illustrating the arrangement of components of thin film deposition equipment during a deposition process.
  • 3 and 4 illustrate the substrate to illustrate the positional relationship between the deposition source system and the substrate. 2 to 4 only show that the power supply units 131, 132, 133, and 134 are connected to the deposition sources 111, 112, 113, and 114, and the power supply units 131, 132, 133, and 134 are connected to each other. It does not specify location.
  • thin film deposition equipment may include a process chamber 10, a substrate support 20, and a deposition source system 30.
  • the process chamber 10 is shown as a barrel-shaped container including a space therein, the process chamber 10 is not limited thereto.
  • the process chamber 10 may include a top plate and a vessel body that are separable from each other.
  • the top plate may be attached to the container body using, for example, an O-ring. Through this, the process chamber can be sealed in a vacuum state.
  • the upper plate When separating the upper plate from the container body, the upper plate may be lifted upward by a driving mechanism, or the container body may be lowered downward by a driving mechanism.
  • the process chamber 10 can be manufactured using, for example, a corrosion-resistant metal. Since the materials used in the thin film deposition process may be corrosive, corrosion-resistant metals, etc. may be used, but are not limited thereto.
  • a pump capable of controlling the pressure of the process chamber 10 may be connected to the process chamber 10 .
  • Substrate support 20 may be disposed within process chamber 10 .
  • the substrate support 20 may include an upper surface on which the substrate W is loaded.
  • the upper surface of the substrate support 20 can view the deposition source system 30, which will be described later.
  • the substrate W may be fixed to the upper surface of the substrate support 20 using an electrostatic method, a vacuum adsorption method, or a clamping method.
  • the method by which the substrate W is fixed to the substrate support 20 is not limited to the method described above.
  • the substrate support 20 may include a wafer chuck and a chuck support.
  • the substrate W may be loaded on the upper surface of the substrate support 20. Since the upper surface of the substrate support 20 faces the deposition source system 30, one side of the substrate W on which the thin film is deposited can face the deposition source system 30.
  • the substrate W may be, for example, a silicon substrate or SOI (silicon-on-insulator).
  • the substrate W may include, but is not limited to, silicon germanium, SGOI (silicon germanium on insulator), indium antimonide, lead tellurium compound, indium arsenide, indium phosphide, gallium arsenide, or gallium antimonide.
  • the substrate W may be an insulating substrate.
  • the substrate W may be made of an insulating material such as glass, quartz, or polymer resin.
  • the substrate W may be a rigid substrate, but may also be a flexible substrate capable of bending, folding, rolling, etc.
  • the deposition source system 30 may be disposed within the process chamber 10 .
  • the deposition source system 30 may provide deposition material D_M to be deposited on the substrate W.
  • the deposition source system 30 may be spaced apart from the substrate W in the third direction Z.
  • the deposition source system 30 includes a plurality of deposition sources (111, 112, 113, 114), a plurality of measurement sensors (121, 122, 123), and a plurality of power supplies (131, 132, 133, 134). can do.
  • a plurality of deposition sources 111, 112, 113, and 114 are respectively disposed within the process chamber 10.
  • the plurality of deposition sources 111, 112, 113, and 114 each include deposition material D_M.
  • a plurality of deposition sources 111, 112, 113, and 114 provide deposition material D_M to the substrate W.
  • the plurality of deposition sources 111, 112, 113, and 114 may respectively spray the deposition material D_M onto the substrate W.
  • the deposition material D_M sprayed on the substrate W may be deposited on the substrate W, thereby forming a deposition film on the substrate W.
  • each of the deposition sources 111, 112, 113, and 114 may be a vacuum evaporation source that sprays the deposition material D_M through thermal evaporation.
  • each deposition source 111, 112, 113, and 114 may be a sputtering gun that sprays the deposition material D_M by sputtering.
  • the above-described deposition sources 111, 112, 113, and 114 are merely examples and the technical idea of the present invention is not limited thereto.
  • the plurality of deposition sources 111, 112, 113, and 114 may include the same deposition material D_M.
  • the deposition material D_M included in the plurality of deposition sources 111, 112, 113, and 114 may be an inorganic material.
  • the first deposition material may be different from the second deposition material and the third deposition material.
  • the deposition material D_M included in the plurality of deposition sources 111, 112, 113, and 114 may be an organic material.
  • a plurality of measurement sensors 121, 122, and 123 are each disposed within the process chamber 10.
  • the plurality of measurement sensors 121, 122, and 123 may each measure the deposition thickness of the deposition material D_M deposited on the substrate W.
  • the plurality of measurement sensors 121, 122, and 123 may be used to measure the deposition rate of the deposition material D_M deposited on the substrate W, respectively.
  • the deposition thickness of the deposition material D_M deposited on the substrate W can be measured using the thickness of the deposition material D_M deposited on each of the measurement sensors 121, 122, and 123. . That is, the deposition rate of the deposition material D_M can be measured using the thickness of the deposition material D_M deposited on each measurement sensor 121, 122, and 123.
  • Each measurement sensor 121, 122, and 123 may be, for example, a Quartz Crystal Microbalance (QCM) sensor, but is not limited thereto.
  • QCM Quartz Crystal Microbalance
  • a modifier within the QCM sensor may vibrate at a certain frequency due to the piezoelectric effect.
  • the frequency of the modifier may change. Through this change in frequency, the deposition rate of the deposition material D_M and/or the deposition thickness at which the deposition material D_M is deposited in the deposition area can be measured.
  • a plurality of power supplies 131, 132, 133, and 134 may be disposed within the process chamber 10. Each power supply unit 131, 132, 133, and 134 may be connected to a respective deposition source 111, 112, 113, and 114.
  • Each power supply unit 131, 132, 133, and 134 may supply power to each deposition source 111, 112, 113, and 114.
  • Each of the power supply units 131, 132, 133, and 134 may supply power through PID control (proportional integral derivation control), but is not limited thereto.
  • each of the power supply units (131, 132, 133, and 134) changes the power value supplied to each of the deposition sources (111, 112, 113, and 114)
  • each of the deposition sources (111, 112, and 113) , 114) the temperature at which it is heated may vary.
  • the amount of deposition material (D_M) evaporated from the deposition source (111, 112, 113, and 114) may change.
  • each of the power supply units (131, 132, 133, and 134) changes the power value supplied to each of the deposition sources (111, 112, 113, and 114), each of the deposition sources (111, 112, and 113) , 114), the density of charged particles supplied may vary.
  • the amount of deposition material (D_M) sputtered from each deposition source (111, 112, 113, 114) can change. there is.
  • one power supply unit (131, 132, 133, 134) is shown connected to one deposition source (111, 112, 113, 114), the present invention is not limited thereto. Of course, unlike what is shown, multiple deposition sources can be connected to one power supply unit.
  • the plurality of deposition sources 111, 112, 113, and 114 include a first deposition source 111, a second deposition source 112, a third deposition source 113, and a fourth deposition source 111, 112, 113, and 114. It may include a deposition source 114.
  • the deposition source system 30 is shown as including four deposition sources, but this is only for convenience of explanation and is not limited thereto.
  • the first deposition source 111, the second deposition source 112, the third deposition source 113, and the fourth deposition source 114 may be arranged in a row along the first direction (X). Each of the deposition sources 111, 112, 113, and 114 may be spaced apart in the first direction (X).
  • the plurality of measurement sensors 121, 122, and 123 may include a first measurement sensor 121, a second measurement sensor 122, and a third measurement sensor 123.
  • the first measurement sensor 121 may be disposed between the first deposition source 111 and the second deposition source 112.
  • the second measurement sensor 122 may be disposed between the second deposition source 112 and the third deposition source 113.
  • the third measurement sensor 123 may be disposed between the third deposition source 113 and the fourth deposition source 114.
  • the first measurement sensor 121 may be spaced apart from the first deposition source 111 and the second deposition source 112 in the second direction (Y).
  • the first measurement sensor 121 may be spaced apart from the first deposition source 111 and the second deposition source 112 in the third direction (Z).
  • the first measurement sensor 121 may be placed higher than the outlet of the first deposition source 111 and the outlet of the second deposition source 112 from which the deposition material D_M is injected.
  • a plurality of deposition sources 111, 112, 113, and 114 and a plurality of measurement sensors 121, 122, and 123 may be arranged in a zigzag manner along the first direction (X).
  • the deposition source system 30 may include one less measurement sensor 121 , 122 , 123 than the number of deposition sources 111 , 112 , 113 , and 114 .
  • the first measurement sensor 121 can measure the deposition rate of the first deposition source 111 and the deposition rate of the second deposition source 112.
  • the second measurement sensor 122 can measure the deposition rate of the second deposition source 112 and the deposition rate of the third deposition source 113.
  • the third measurement sensor 123 can measure the deposition rate of the third deposition source 113 and the deposition rate of the fourth deposition source 114.
  • the deposition rate of the second deposition source 112 may be measured by the first measurement sensor 121 and the second measurement sensor 122.
  • the deposition rate of the third deposition source 113 may be measured by the second measurement sensor 122 and the third measurement sensor 123.
  • the deposition rate of the first deposition source (111) and the fourth deposition source (114) disposed at the outermost part can be measured by one measurement sensor (121, 123). You can.
  • the substrate W may have a flat shape.
  • the substrate W may have a flat shape with curved edges.
  • the first deposition source 111 and the fourth deposition source 114 disposed at the outermost of the plurality of deposition sources 111, 112, 113, and 114 are oriented in the third direction. It can be placed tilted at a certain angle with respect to (Z).
  • the control unit 40 may be connected to the deposition source system 30.
  • the control unit 40 may be included in thin film deposition equipment.
  • the control unit 40 may be included in electronic equipment separate from the thin film deposition equipment.
  • the control unit 40 included in a separate electronic device may be connected to the deposition source system through wireless or wired communication.
  • control unit 40 may be connected to the measurement sensors 121, 122, and 123.
  • the control unit 40 connected to the measurement sensors 121, 122, and 123 uses the thickness of the deposition material D_M deposited on each of the measurement sensors 121, 122, and 123 to determine the deposition material D_M.
  • the deposition rate can be calculated.
  • the technical idea of the present invention is not limited thereto.
  • the control unit 40 may be connected to the power supply units 131, 132, 133, and 134. Using the deposition rate measured by the measurement sensors 121, 122, and 123, the control unit 40 can adjust the size of the power value supplied to the power supply units 131, 132, 133, and 134. Through this, the injection amount of the deposition material D_M sprayed from the plurality of deposition sources 111, 112, 113, and 114 can be adjusted. By adjusting the injection amount of the deposition material D_M, the deposition rate of the deposition sources 111, 112, 113, and 114 can be adjusted.
  • the first power supply unit 131 may supply a first power value to the first deposition source 111.
  • the second power supply unit 132 may supply a second power value to the second deposition source 112.
  • the third power supply unit 133 may supply a third power value to the third deposition source 113.
  • the fourth power supply unit 134 may supply the fourth power value to the fourth deposition source 114.
  • the deposition rate (x ( ⁇ /s)) of the first deposition source 111 and the deposition rate (y ( ⁇ /s)) of the second deposition source 112 are It can be measured.
  • the deposition rate (z ( ⁇ /s)) of the third deposition source 113 can be measured.
  • the deposition rate (w ( ⁇ /s)) of the fourth deposition source 114 can be measured.
  • “deposition rate” may be the thickness of the deposition material (D_M) deposited per second.
  • the second measurement sensor 122 can measure the deposition rate of the second deposition source 112
  • the third measurement sensor 123 can measure the deposition rate of the third deposition source 113.
  • the deposition rate (x ( ⁇ /s)) of the first deposition source 111 measured by the first measurement sensor 121 is the deposition rate of the second deposition source 112 measured by the first measurement sensor 121 ( It may be equal to y( ⁇ /s)). However, hereinafter, the deposition rate (x ( ⁇ /s)) of the first deposition source 111 measured by the first measurement sensor 121 is the second deposition source measured by the first measurement sensor 121 ( This is explained as being different from the deposition rate (y( ⁇ /s)) in 112).
  • the first deposition source 111 may be a reference deposition source for adjusting the deposition rates of the second to fourth deposition sources 112, 113, and 114.
  • the second power value supplied to the second deposition source 112 may be adjusted.
  • the deposition rate of the second deposition source 112 measured by the first measurement sensor 121 is the deposition rate (x ( ⁇ /s)) of the first deposition source 111 measured by the first measurement sensor 121.
  • the value of the second power supplied to the second deposition source 112 may be changed to be equal to .
  • the deposition rate of the second deposition source 112 can be adjusted from y ( ⁇ /s) to x ( ⁇ /s).
  • the deposition rate (x+a1 ( ⁇ /s)) and The deposition rate (z ( ⁇ /s)) of the third deposition source 113 can be measured. Since the third power value supplied to the third deposition source 113 has not changed, the deposition rate (z ( ⁇ /s)) of the third deposition source 113 may be the same before and after the change in the second power value. there is.
  • “a1” may be a positive number, a negative number, or 0.
  • the third power value supplied to the third deposition source 113 may be adjusted.
  • the deposition rate of the third deposition source 113 measured by the second measurement sensor 122 is the deposition rate of the second deposition source 112 measured by the second measurement sensor 122 (x+a1( ⁇ /s) )), the third power value supplied to the third deposition source 113 may be changed.
  • the deposition rate of the third deposition source 113 can be adjusted from z ( ⁇ /s) to x+a1 ( ⁇ /s).
  • the deposition rate (x+a2 ( ⁇ /s)) and The deposition rate (w ( ⁇ /s)) of the fourth deposition source 114 can be measured. Since the value of the fourth power supplied to the fourth deposition source 114 has not changed, the deposition rate (w ( ⁇ /s)) of the fourth deposition source 114 may be the same before and after the change in the third power value. there is.
  • “a2” may be a positive number, a negative number, or 0.
  • the value of the fourth power supplied to the fourth deposition source 114 may be adjusted.
  • the deposition rate of the fourth deposition source 114 measured by the third measurement sensor 123 is the deposition rate of the third deposition source 113 measured by the third measurement sensor 123 (x+a2( ⁇ /s) )), the value of the fourth power supplied to the fourth deposition source 114 may be changed.
  • the deposition rate of the fourth deposition source 114 can be adjusted from w ( ⁇ /s) to x+a2 ( ⁇ /s).
  • one measurement sensor measures the deposition rate of a plurality of deposition sources and the deposition rate of one deposition source is measured by a plurality of measurement sensors, measurement error between the measurement sensors can be reduced. Through this, the deposition rate of each deposition source can be adjusted to be the same. Even if the deposition material D_M is deposited on the substrate W using a plurality of deposition sources, the uniformity of the thickness of the deposition material D_M deposited on the substrate W can be improved.
  • a substrate W may be loaded into the process chamber 10.
  • a deposition film including the deposition material D_M may be deposited on the substrate W.
  • the deposition film may be formed using the deposition source system 30.
  • a deposition film may be formed on the substrate W using the deposition rate control method described with reference to FIG. 5 .
  • the substrate W may be unloaded outside the process chamber W.
  • the deposition film formed on the substrate W through the above-described process can be used in sensors, display devices, semiconductor devices, etc.
  • the above-described process may be part of a sensor manufacturing method, a display device manufacturing method, or a semiconductor device manufacturing method.
  • FIG. 6 is a schematic top view showing the arrangement of the deposition source system of FIG. 1.
  • FIG. 7 is a schematic side view of the arrangement of the deposition source system of FIG. 1.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining a deposition rate control method using the deposition source system shown in FIGS. 6 and 7. For convenience of explanation, the description will focus on differences from those described using FIGS. 1 to 5.
  • the deposition source system 30 includes a plurality of deposition sources (111, 112, 113, 114, 115, 116, 117) and a plurality of measurement sensors (121, 122, 123). ) and a plurality of power supply units (131, 132, 133, 134, 135, 136, 137).
  • a plurality of deposition sources include a first deposition source (111), a second deposition source (112), a third deposition source (113), and a fourth deposition source. It may include a source 114, a fifth deposition source 115, a sixth deposition source 116, and a seventh deposition source 117.
  • the second to seventh deposition sources 112, 113, 114, 115, 116, and 117 may be arranged along the circumference of the first deposition source 111.
  • the plurality of deposition sources 111, 112, 113, 114, 115, 116, and 117 are shown as having a honeycomb structure, but are not limited thereto.
  • the first measurement sensor 121 may be placed near the center of the first deposition source 111, the second deposition source 112, and the third deposition source 113.
  • the first deposition source 111, the second deposition source 112, and the third deposition source 113 may be arranged along the circumference of the first measurement sensor 121.
  • the first measurement sensor 121 can measure the deposition rate of the first deposition source 111, the deposition rate of the second deposition source 112, and the deposition rate of the third deposition source 113.
  • the first measurement sensor 121 may not measure the deposition rates of the fourth to seventh deposition sources 114, 115, 116, and 117.
  • the second measurement sensor 122 may be placed near the center of the first deposition source 111, the fourth deposition source 114, and the fifth deposition source 115.
  • the first deposition source 111, the fourth deposition source 114, and the fifth deposition source 115 may be arranged along the circumference of the second measurement sensor 122.
  • the second measurement sensor 122 can measure the deposition rate of the first deposition source 111, the deposition rate of the fourth deposition source 114, and the deposition rate of the fifth deposition source 115.
  • the second measurement sensor 122 may not measure the deposition rates of the second and third deposition sources 112 and 113 and the deposition rates of the sixth and seventh deposition sources 116 and 117.
  • the third measurement sensor 123 may be placed near the center of the first deposition source 111, the sixth deposition source 116, and the seventh deposition source 117.
  • the first deposition source 111, the sixth deposition source 116, and the seventh deposition source 117 may be arranged along the circumference of the third measurement sensor 123.
  • the third measurement sensor 123 can measure the deposition rate of the first deposition source 111, the deposition rate of the sixth deposition source 116, and the deposition rate of the seventh deposition source 117.
  • the third measurement sensor 123 may not measure the deposition rates of the second to fifth deposition sources 112, 113, 114, and 115.
  • the deposition rate of the first deposition source 111 may be measured by the first measurement sensor 121, the second measurement sensor 122, and the third measurement sensor 123.
  • Each of the power supply units may supply power to each of the deposition sources (111, 112, 113, 114, 115, 116, and 117).
  • the substrate W on which the deposition material D_M is deposited may have an overall curved shape.
  • the first power supply unit 131 may supply a first power value to the first deposition source 111.
  • the second power supply unit 132 may supply a second power value to the second deposition source 112.
  • the third power supply unit 133 may supply a third power value to the third deposition source 113.
  • the fourth power supply unit 134 may supply the fourth power value to the fourth deposition source 114.
  • the fifth power supply unit 135 may supply the fifth power value to the fifth deposition source 115.
  • the sixth power supply unit 136 may supply the sixth power value to the sixth deposition source 116.
  • the seventh power supply unit 137 may supply the seventh power value to the seventh deposition source 117.
  • the deposition rate (x ( ⁇ /s)) of the first deposition source 111, the deposition rate (y ( ⁇ /s)) of the second deposition source 112, and The deposition rate (z ( ⁇ /s)) of the third deposition source 113 can be measured.
  • at least one of the deposition rate (y ( ⁇ /s)) of the second deposition source 112 and the deposition rate (z ( ⁇ /s)) of the third deposition source 113 is that of the first deposition source 111. It may be equal to the deposition rate (x( ⁇ /s)).
  • the deposition rate (y ( ⁇ /s)) of the second deposition source 112 and the deposition rate (z ( ⁇ /s)) of the third deposition source 113 are the deposition rate (x) of the first deposition source 111. ( ⁇ /s)).
  • the deposition rate (x ( ⁇ /s)) of the first deposition source 111 is the deposition rate (y ( ⁇ /s)) of the second deposition source 112 and the deposition rate (z) of the third deposition source 113. ( ⁇ /s)).
  • the deposition rate (x+a1 ( ⁇ /s)) of the first deposition source 111, the deposition rate (w ( ⁇ /s)) of the fourth deposition source 114, and the 5 The deposition rate (v( ⁇ /s)) of the deposition source 115 can be measured.
  • the deposition rate (x+a1 ( ⁇ /s)) of the first deposition source 111 is the deposition rate (w ( ⁇ /s)) of the fourth deposition source 114 and the deposition rate of the fifth deposition source 115. It is explained as different from (v( ⁇ /s)).
  • the deposition rate (q ( ⁇ /s)) of the deposition source 117 can be measured.
  • the deposition rate (x+a2 ( ⁇ /s)) of the first deposition source 111 is the deposition rate (p ( ⁇ /s)) of the sixth deposition source 116 and the deposition rate of the seventh deposition source 117. It is explained as different from (q( ⁇ /s)).
  • a1 and a2 may each be a positive number, a negative number, or 0.
  • the first deposition source 111 may be a reference deposition source for adjusting the deposition rates of the second to seventh deposition sources 112, 113, 114, 115, 116, and 117.
  • the deposition rates of the first deposition source 111 measured by the first measurement sensor 121, the second measurement sensor 122, and the third measurement sensor 123 may be the same or different.
  • the first measurement sensor 121, the second measurement sensor 122, and the third measurement sensor 123 may have measurement errors. Since the deposition rate of the deposition material (D_M) sprayed from the first deposition source 111 is measured, the deposition rate of the first deposition source 111 measured by each measurement sensor 121, 122, and 123 may vary.
  • the second power value supplied to the second deposition source 112 and the third deposition source 113 can be adjusted.
  • the deposition rate of the second deposition source 112 and the third deposition source 113 measured by the first measurement sensor 121 are the same as those of the first deposition source 111 measured by the first measurement sensor 121.
  • the second power value supplied to the second deposition source 112 and the third power value supplied to the third deposition source 113 may be changed so as to be equal to the deposition rate (x( ⁇ /s)).
  • the deposition rate of the second deposition source 112 can be adjusted from y ( ⁇ /s) to x ( ⁇ /s).
  • the deposition rate of the third deposition source 113 can be adjusted from z ( ⁇ /s) to x ( ⁇ /s).
  • the fourth power value supplied to the fourth deposition source 114 and the fifth deposition source 115 may be adjusted.
  • the deposition rate of the fourth deposition source 114 and the fifth deposition source 115 measured by the second measurement sensor 122 are the same as those of the first deposition source 111 measured by the second measurement sensor 122.
  • the fourth power value supplied to the fourth deposition source 114 and the fifth power value supplied to the fifth deposition source 115 may be changed so as to be equal to the deposition rate (x+a1 ( ⁇ /s)). there is.
  • the deposition rate of the fourth deposition source 114 can be adjusted from w ( ⁇ /s) to x+a1 ( ⁇ /s).
  • the deposition rate of the fifth deposition source 115 can be adjusted from v ( ⁇ /s) to x+a1 ( ⁇ /s).
  • the sixth power value supplied to the sixth deposition source 116 and the seventh deposition source may be adjusted.
  • the deposition rate of the sixth deposition source 116 and the seventh deposition source 117 measured by the third measurement sensor 123 are the same as those of the first deposition source 111 measured by the third measurement sensor 123.
  • the sixth power value supplied to the sixth deposition source 116 and the seventh power value supplied to the seventh deposition source 117 may be changed so as to be equal to the deposition rate (x+a2( ⁇ /s)). there is.
  • the deposition rate of the sixth deposition source 116 can be adjusted from p ( ⁇ /s) to x+a2 ( ⁇ /s).
  • the deposition rate of the seventh deposition source 117 can be adjusted from q ( ⁇ /s) to x+a2 ( ⁇ /s).

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Abstract

복수의 측정 센서 및 복수의 증착원을 이용하여, 각각의 증착원의 증착율을 실시간으로 조정할 수 있는 증착원 시스템을 제공하는 것이다. 상기 증착원 시스템은 증착 물질을 제공하는 제1 내지 제3 증착원, 및 증착 물질의 증착 두께를 측정하는 제1 및 제2 측정 센서를 포함하고, 제1 측정 센서는 제1 증착원의 증착율 및 제2 증착원의 증착율을 측정하고, 제2 측정 센서는 제1 증착원의 증착율 및 제3 증착원의 증착율을 측정한다.

Description

증착원 시스템, 이를 이용한 증착율 제어 방법 및 이를 포함한 박막 증착 장비
본 발명은 증착원 시스템, 이를 이용한 증착율 제어 방법 및 이를 포함한 박막 증착 장비에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로 복수의 측정 센서 및 복수의 증착원을 포함한 증착원 시스템, 이를 이용한 증착율 제어 방법 및 이를 포함한 박막 증착 장비에 관한 것이다.
반도체 장치의 제조 기술은 웨이퍼 상에 증착막을 형성하는 증착 공정을 포함한다. 증착 공정은 물리적 증착 공정과, 화학적 증착 공정을 포함할 수 있다.
기상 증착법(Vapor Deposition)은 크게 두 가지로 분류된다. 하나는 PVD(Physical Vapor Deposition)이고 다른 하나는 CVD(Chemical Vapor Deposition)로 이 둘의 차이는 증착시키려는 물질(타겟)이 증착 대상물인 기판에서 기체 상태(일반적으로 이온화된 원자 상태)로부터 고체 상 태로 변태될 때 어떤 과정을 거치느냐에 따라 결정된다.
공정상의 뚜렷한 차이점은 PVD는 진공 환경을 요구한다. PVD에 해당하는 증착법에는 스퍼터링(Sputtering), 전자빔 증착법(E-beam evaporation), 열 증착법 (Thermal evaporation), 레이저분자빔 증착법(L-MBE, Laser Molecular Beam Epitaxy), 펄스레이저 증착법(PLD, Pulsed Laser Deposition) 등이 있다. 이 방법들이 공통적으로 PVD에 묶일 수 있는 이유는 증착시키려는 물질이 기판에 증착될 때 기체 상태가 고체 상태로 바뀌는 과정이 물리적인 변화이기 때문이다.
많이 쓰이는 산화물 반도체나 GaAs(갈륨비소) 등을 증착 시킬 때 PVD 방법들은 그 화합물들을 우선 소결하거나 녹여서 고체 상태의 타겟(target)으로 제조해서 열이나 전자빔으로 휘발시켜서 기판에 증착시키거나, 각각의 원료 물질을 셀(cell, effusion cell)에 넣은 다음에 셀의 문을 열고 닫는 것으로 원료 물질을 열, 레이저, 전자 빔 등을 통해 기체상태로 날려서 보내고 날아간 원료 물질이 기판에 닿았을 때 고체 상태로 변화되어 증착된다.
박막 증착 장비는 웨이퍼 상에 증착되는 증착 물질의 두께를 측정하기 위한 증착율 측정 센서를 포함할 수 있다. 증착율 측정 센서는 증착원에서 증발 또는 스퍼터링되는 증착 물질의 증발량 및 증착 속도를 측정할 수 있다. 웨이퍼에 증착된 증착 두께를 균일하게 만들기 위해, 정확한 증착율의 측정이 필요하다. 대면적 웨이퍼에서 증착 물질을 증착하기 위해 복수의 증착원이 사용될 수 있다. 웨이퍼에 증착된 증착 물질의 두께 균일도를 높이기 위해, 복수의 증착원들 각각의 증착율을 조정하는 것이 필요하다.
본 발명이 해결하려는 기술적 과제는, 복수의 측정 센서 및 복수의 증착원을 이용하여, 각각의 증착원의 증착율을 실시간으로 조정할 수 있는 증착원 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하려는 다른 기술적 과제는, 복수의 측정 센서 및 복수의 증착원을 이용하여, 각각의 증착원의 증착율을 실시간으로 조정할 수 있는 증착율 제어 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하려는 또 다른 기술적 과제는, 복수의 측정 센서 및 복수의 증착원을 이용하여, 웨이퍼 상에 증착되는 증착 물질의 증착율을 실시간으로 조정할 수 있는 박막 증착 장비를 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 증착원 시스템은 증착 물질을 제공하는 제1 내지 제3 증착원, 및 상기 증착 물질의 증착 두께를 측정하는 제1 및 제2 측정 센서를 포함하고, 상기 제1 측정 센서는 상기 제1 증착원의 증착율 및 상기 제2 증착원의 증착율을 측정하고, 상기 제2 측정 센서는 상기 제1 증착원의 증착율 및 상기 제3 증착원의 증착율을 측정한다.
본 발명의 몇몇 실시예에 따른 증착원 시스템에서, 상기 제2 증착원, 상기 제1 증착원 및 상기 제3 증착원은 일렬로 배치된다.
본 발명의 몇몇 실시예에 따른 증착원 시스템은 상기 증착 물질을 제공하는 제4 증착원을 더 포함하고, 상기 제1 측정 센서는 상기 제4 증착원의 증착율을 측정하고, 상기 제2 측정 센서는 상기 제4 증착원의 증착율을 측정하지 않는다.
본 발명의 몇몇 실시예에 따른 증착원 시스템에서, 상기 제1 증착원, 상기 제2 증착원 및 상기 제4 증착원은 상기 제1 측정 센서의 둘레를 따라 배치된다.
본 발명의 몇몇 실시예에 따른 증착원 시스템에서, 상기 제1 내지 제3 증착원은 진공 증발원 또는 스퍼터링 건 중 하나이다.
상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 박막 증착 장비는 공정 챔버, 상기 공정 챔버 내에 배치되고, 기판이 로딩되는 기판 지지대, 상기 공정 챔버 내에 배치되고, 상기 기판에 증착되는 증착 물질을 제공하는 증착원 시스템을 포함하고, 상기 증착원 시스템은 상기 기판에 상기 증착 물질을 제공하는 제1 내지 제3 증착원과, 상기 증착 물질의 증착 두께를 측정하는 제1 및 제2 측정 센서를 포함하고, 상기 제1 측정 센서는 상기 제1 증착원의 증착율 및 상기 제2 증착원의 증착율을 측정하고, 상기 제2 측정 센서는 상기 제1 증착원의 증착율 및 상기 제3 증착원의 증착율을 측정한다.
본 발명의 몇몇 실시예에 따른 박막 증착 장비에서, 상기 제2 증착원, 상기 제1 증착원 및 상기 제3 증착원은 일렬로 배치된다.
본 발명의 몇몇 실시예에 따른 박막 증착 장비에서, 상기 박막 증착 장비는 상기 증착 물질을 제공하는 제4 증착원을 더 포함하고, 상기 제1 증착원, 상기 제2 증착원 및 상기 제4 증착원은 상기 제1 측정 센서의 둘레를 따라 배치되고, 상기 제1 측정 센서는 상기 제4 증착원의 증착율을 측정하고, 상기 제2 측정 센서는 상기 제4 증착원의 증착율을 측정하지 않는다.
본 발명의 몇몇 실시예에 따른 박막 증착 장비에서, 상기 제1 측정 센서에 의해 측정된 상기 제1 증착원의 증착율이 상기 제1 측정 센서에 의해 측정된 상기 제2 증착원의 증착율과 같아지도록 상기 제1 증착원에 공급된 전원값을 변경하고, 상기 제1 증착원에 공급된 전원값을 변경한 후, 상기 제2 측정 센서에 의해 측정된 상기 제3 증착원의 증착율이 상기 제2 측정 센서에 의해 측정된 상기 제1 증착원의 증착율과 같아지도록 상기 제3 증착원에 공급된 전원값을 변경한다.
상기 또 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 증착율 제어 방법은 제1 측정 센서를 이용하여, 제1 증착원 및 제2 증착원의 증착율을 측정하고, 상기 제1 증착원의 증착율 및 상기 제2 증착원의 증착율이 같아지도록 상기 제2 증착원에 공급된 제1 전원값을 변경하고, 상기 제1 전원값을 변경한 후, 제2 측정 센서를 이용하여, 상기 제2 증착원 및 제3 증착원의 증착율을 측정하고, 상기 제2 증착원의 증착율 및 상기 제3 증착원의 증착율이 같아지도록 상기 제3 증착원에 공급된 제2 전원값을 변경하는 것을 포함한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 실시예에 따른 증착원 시스템은, 하나의 증착율 측정 센서가 복수의 증착원의 증착율을 측정함과 동시에, 복수의 증착율 측정 센서가 하나의 증착원의 증착율을 측정함으로써, 증착율 측정 센서의 상대적인 오차를 실시간으로 조정할 수 있다.
또한, 복수의 측정 센서의 상대적 오차를 실시간으로 조정함으로써, 기판 상에 증착된 증착 물질의 두께 균일성이 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 박막 증착 장비를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 도 1의 증착원 시스템의 배열 형태를 평면도로 간략히 도시한 도면이다.
도 3 및 도 4는 도 1의 증착원 시스템의 배열 형태를 측면도로 간략히 도시한 도면이다.
도 5는 도 2 내지 도 4에 도시된 증착원 시스템을 이용한 증착율 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 도 1의 증착원 시스템의 배열 형태를 평면도로 간략히 도시한 도면이다.
도 7은 도 1의 증착원 시스템의 배열 형태를 측면도로 간략히 도시한 도면이다.
도 8은 도 6 및 도 7에 도시된 증착원 시스템을 이용한 증착율 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 도면에서 층 및 영역들의 상대적인 크기는 설명의 명료성을 위해 과장된 것일 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
하나의 소자(elements)가 다른 소자와 "접속된(connected to)" 또는 "커플링된(coupled to)" 이라고 지칭되는 것은, 다른 소자와 직접 연결 또는 커플링된 경우 또는 중간에 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 하나의 소자가 다른 소자와 "직접 접속된(directly connected to)" 또는 "직접 커플링된(directly coupled to)"으로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자를 개재하지 않은 것을 나타낸다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작 시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 소자, 구성요소 및/또는 섹션들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 소자, 구성요소 및/또는 섹션들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자, 구성요소 또는 섹션들을 다른 소자, 구성요소 또는 섹션들과 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 소자, 제1 구성요소 또는 제1 섹션은 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 소자, 제2 구성요소 또는 제2 섹션일 수도 있음은 물론이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 박막 증착 장비를 설명하기 위한 도면이다. 도 2는 도 1의 증착원 시스템의 배열 형태를 평면도로 간략히 도시한 도면이다. 도 3 및 도 4는 도 1의 증착원 시스템의 배열 형태를 측면도로 간략히 도시한 도면이다. 도 5는 도 2 내지 도 4에 도시된 증착원 시스템을 이용한 증착율 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다.
참고적으로, 도 1은 증착 공정시 박막 증착 장비의 구성 요소의 배치를 대략적으로 설명하기 위한 도면이다. 도 3 및 도 4는 증착원 시스템과 기판 사이의 위치 관계를 설명하기 위해 기판이 도시되었다. 도 2 내지 도 4는 전원 공급부(131, 132, 133, 134)가 증착원(111, 112, 113, 114)와 연결된다는 것을 도시하는 것일 뿐, 전원 공급부(131, 132, 133, 134)의 위치를 특정하는 것은 아니다.
도 1 내지 도 4를 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른 박막 증착 장비는 공정 챔버(10)와, 기판 지지대(20)와, 증착원 시스템(30)을 포함할 수 있다.
공정 챔버(10)는 내부에 공간을 포함하는 통 형태의 용기인 것으로 도시하였지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 공정 챔버(10)는 서로 간에 분리될 수 있는 상부판과 용기 본체를 포함할 수 있다. 이와 같은 경우, 상부판은 예를 들어, O-ring 등을 이용하여 용기 본체와 부착될 수 있다. 이를 통해, 공정 챔버는 진공 상태로 밀폐될 수 있다. 상부판을 용기 본체로부터 분리할 경우, 구동 기구에 의해 상부판이 상방으로 들어 올려지거나, 구동 기구에 의해 용기 본체가 하방으로 내려질 수 있다.
공정 챔버(10)는 예를 들어, 내부식성의 금속 등을 이용하여 제작할 수 있다. 박막 증착 공정에 사용되는 물질이 부식성을 가질 수 있기 때문에, 내부식성의 금속 등을 이용할 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.
도시되지 않았지만, 공정 챔버(10)의 압력을 조절할 수 있는 펌프 등이 공정 챔버(10)와 연결될 수 있다.
기판 지지대(20)는 공정 챔버(10) 내에 배치될 수 있다. 기판 지지대(20)는 기판(W)이 로딩되는 상면을 포함할 수 있다. 기판 지지대(20)의 상면은 이후에 설명될 증착원 시스템(30)을 바라볼 수 있다.
예를 들어, 정전(electrostatic)적인 방식, 진공 흡착 방식 또는 클램핑 방식 등을 이용하여, 기판(W)은 기판 지지대(20)의 상면에 고정될 수 있다. 다만, 기판(W)이 기판 지지대(20)에 고정되는 방식은 상술한 방식에 제한되는 것은 아니다.
또한, 도시된 것과 달리, 기판 지지대(20)는 웨이퍼 척 및 척 지지대 등을 포함할 수도 있다.
기판(W)은 기판 지지대(20)의 상면 상에 로딩될 수 있다. 기판 지지대(20)의 상면은 증착원 시스템(30)을 향하므로, 박막이 증착되는 기판(W)의 일면은 증착원 시스템(30)을 바라볼 수 있다.
기판(W)은 예를 들어, 실리콘 기판 또는 SOI(silicon-on-insulator)일 수 있다. 이와 달리, 기판(W)은 실리콘게르마늄, SGOI(silicon germanium on insulator), 안티몬화 인듐, 납 텔루르 화합물, 인듐 비소, 인듐 인화물, 갈륨 비소 또는 안티몬화 갈륨을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 기판(W)은 절연 기판일 수도 있다. 기판(W)은 유리, 석영, 또는 고분자 수지 등의 절연 물질로 이루어질 수 있다. 기판(W)은 리지드(Rigid) 기판일 수 있지만, 벤딩(Bending), 폴딩(Folding), 롤링(Rolling) 등이 가능한 플렉시블(Flexible) 기판일 수도 있다.
증착원 시스템(30)은 공정 챔버(10) 내에 배치될 수 있다. 증착원 시스템(30)은 기판(W)에 증착되는 증착 물질(D_M)을 제공할 수 있다. 증착원 시스템(30)은 기판(W)과 제3 방향(Z)으로 이격될 수 있다.
증착원 시스템(30)은 복수의 증착원(111, 112, 113, 114)과, 복수의 측정 센서(121, 122, 123)와, 복수의 전원 공급부(131, 132, 133, 134)를 포함할 수 있다.
복수의 증착원(111, 112, 113, 114)은 각각 공정 챔버(10) 내에 배치된다. 복수의 증착원(111, 112, 113, 114)은 각각 증착 물질(D_M)을 포함한다. 복수의 증착원(111, 112, 113, 114)은 기판(W)에 증착 물질(D_M)을 제공한다.
복수의 증착원(111, 112, 113, 114)은 각각 증착 물질(D_M)을 기판(W)에 분사할 수 있다. 기판(W)에 분사된 증착 물질(D_M)이 기판(W) 상에 증착되어, 기판(W) 상에 증착막이 형성될 수 있다. 일 예로, 각각의 증착원(111, 112, 113, 114)은 열 증발 방식으로 증착 물질(D_M)을 분사하는 진공 증발원일 수 있다. 다른 예로, 각각의 증착원(111, 112, 113, 114)은 스퍼터링 방식으로 증착 물질(D_M)을 분사하는 스퍼터링 건일 수 있다. 다만, 상술한 증착원(111, 112, 113, 114)은 예시적인 것일 뿐, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.
복수의 증착원(111, 112, 113, 114)은 동일한 증착 물질(D_M)을 포함할 수 있다. 일 예로, 복수의 증착원(111, 112, 113, 114)에 포함된 증착 물질(D_M)은 무기 물질일 수 있다. 일 예로, 제1 증착 물질은 제2 증착 물질 및 제3 증착 물질과 다를 수 있다. 다른 예로, 복수의 증착원(111, 112, 113, 114)에 포함된 증착 물질(D_M)은 유기 물질일 수 있다.
복수의 측정 센서(121, 122, 123)는 각각 공정 챔버(10) 내에 배치된다. 복수의 측정 센서(121, 122, 123)는 각각 기판(W) 상에 증착되는 증착 물질(D_M)의 증착 두께를 측정할 수 있다. 복수의 측정 센서(121, 122, 123)는 각각 기판(W) 상에 증착되는 증착 물질(D_M)의 증착율을 측정하는데 사용될 수 있다.
예를 들어, 각각의 측정 센서(121, 122, 123)에 증착된 증착 물질(D_M)의 두께를 이용하여, 기판(W) 상에 증착되는 증착 물질(D_M)의 증착 두께를 측정할 수 있다. 즉, 증착 물질(D_M)의 증착율은 각각의 측정 센서(121, 122, 123)에 증착된 증착 물질(D_M)의 두께를 이용하여 측정될 수 있다.
각각의 측정 센서(121, 122, 123)는 예를 들어, QCM(Quartz Crystal Microbalance) 센서일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. QCM 센서의 경우, QCM 센서 내 수정자(도시되지 않음)가 압전 효과에 의해 일정 주파수로 진동할 수 있다. 이 때, 증착 물질(D_M)이 수정자에 증착됨에 따라, 수정자의 주파수에 변화가 생길 수 있다. 이러한 주파수 변화를 통해, 증착 물질(D_M)의 증착율 및/또는 증착 물질(D_M)이 증착 영역에 증착되는 증착 두께가 측정될 수 있다.
복수의 전원 공급부(131, 132, 133, 134)는 공정 챔버(10) 내에 배치될 수 있다. 각각의 전원 공급부(131, 132, 133, 134)는 각각의 증착원(111, 112, 113, 114)과 연결될 수 있다.
각각의 전원 공급부(131, 132, 133, 134)는 각각의 증착원(111, 112, 113, 114)에 전원을 공급할 수 있다. 각각의 전원 공급부(131, 132, 133, 134)는 PID 제어(proportional integral derivation control) 방식으로 전원을 공급할 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.
일 예로, 각각의 전원 공급부(131, 132, 133, 134)가 각각의 증착원(111, 112, 113, 114)에 공급하는 전원값을 변경함에 따라, 각각의 증착원(111, 112, 113, 114)이 가열되는 온도가 변할 수 있다. 각각의 증착원(111, 112, 113, 114)이 가열되는 온도가 변함으로써, 증착원(111, 112, 113, 114)에서 증발되는 증착 물질(D_M)의 양이 변할 수 있다.
다른 예로, 각각의 전원 공급부(131, 132, 133, 134)가 각각의 증착원(111, 112, 113, 114)에 공급하는 전원값을 변경함에 따라, 각각의 증착원(111, 112, 113, 114)에 공급되는 하전 입자의 밀도가 변할 수 있다. 각각의 증착원(111, 112, 113, 114)에 공급되는 하전 입자의 밀도가 변함으로써, 각각의 증착원(111, 112, 113, 114)에서 스퍼터링되는 증착 물질(D_M)의 양이 변할 수 있다.
하나의 증착원(111, 112, 113, 114)에 하나의 전원 공급부(131, 132, 133, 134)가 연결되는 것으로 도시되었지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 도시된 것과 달리, 하나의 전원 공급부에 복수의 증착원이 연결될 수 있음은 물론이다.
도 2 내지 도 4에서, 복수의 증착원(111, 112, 113, 114)은 제1 증착원(111)과, 제2 증착원(112)과, 제3 증착원(113)과, 제4 증착원(114)을 포함할 수 있다. 증착원 시스템(30)은 4개의 증착원을 포함하는 것으로 도시되었지만, 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 이에 제한되는 것은 아니다.
제1 증착원(111), 제2 증착원(112), 제3 증착원(113) 및 제4 증착원(114)은 제1 방향(X)을 따라 일렬로 배치될 수 있다. 각각의 증착원(111, 112, 113, 114)은 제1 방향(X)으로 이격될 수 있다.
복수의 측정 센서(121, 122, 123)는 제1 측정 센서(121)와, 제2 측정 센서(122)와, 제3 측정 센서(123)을 포함할 수 있다. 제1 측정 센서(121)는 제1 증착원(111) 및 제2 증착원(112) 사이에 배치될 수 있다. 제2 측정 센서(122)는 제2 증착원(112) 및 제3 증착원(113) 사이에 배치될 수 있다. 제3 측정 센서(123)는 제3 증착원(113) 및 제4 증착원(114) 사이에 배치될 수 있다.
제1 측정 센서(121)를 예로 들면, 제1 측정 센서(121)는 제1 증착원(111) 및 제2 증착원(112)과 제2 방향(Y)으로 이격될 수 있다. 제1 측정 센서(121)는 제1 증착원(111) 및 제2 증착원(112)과 제3 방향(Z)으로 이격될 수 있다. 제1 측정 센서(121)는 증착 물질(D_M)이 분사되는 제1 증착원(111)의 출구 및 제2 증착원(112)의 출구보다 높게 배치될 수 있다.
복수의 증착원(111, 112, 113, 114)과, 복수의 측정 센서(121, 122, 123)는 제1 방향(X)을 따라 지그 재그로 배치될 수 있다. 예를 들어, 증착원 시스템(30)은 증착원(111, 112, 113, 114)의 개수보다 하나가 적은 측정 센서(121, 122, 123)를 포함할 수 있다.
제1 측정 센서(121)는 제1 증착원(111)의 증착율 및 제2 증착원(112)의 증착율을 측정할 수 있다. 제2 측정 센서(122)는 제2 증착원(112)의 증착율 및 제3 증착원(113)의 증착율을 측정할 수 있다. 제3 측정 센서(123)는 제3 증착원(113)의 증착율 및 제4 증착원(114)의 증착율을 측정할 수 있다.
다르게 설명하면, 제2 증착원(112)의 증착율은 제1 측정 센서(121) 및 제2 측정 센서(122)에 의해 측정될 수 있다. 제3 증착원(113)의 증착율은 제2 측정 센서(122) 및 제3 측정 센서(123)에 의해 측정될 수 있다. 복수의 증착원(111, 112, 113, 114) 중 최외각에 배치된 제1 증착원(111) 및 제4 증착원(114)의 증착율은 하나의 측정 센서(121, 123)에 의해 측정될 수 있다.
도 3에서, 기판(W)은 평판 모양을 가질 수 있다.
도 4에서, 기판(W)은 가장 자리가 굽은 평판 모양을 가질 수 있다. 도 4와 같은 기판(W)을 사용할 경우, 복수의 증착원(111, 112, 113, 114) 중 최외각에 배치된 제1 증착원(111) 및 제4 증착원(114)은 제3 방향(Z)에 대해 일정 각도로 기울어져서 배치될 수 있다.
제어부(40)는 증착원 시스템(30)과 연결될 수 있다. 일 예로, 제어부(40)는 박막 증착 장비에 포함될 수 있다. 다른 예로, 제어부(40)는 박막 증착 장비와 별도의 전자 장비에 포함될 수 있다. 별도의 전자 장비에 포함된 제어부(40)는 무선 통신 또는 유선 통신을 통해 증착원 시스템과 연결될 수 있다.
도시되지 않았지만, 제어부(40)는 측정 센서(121, 122, 123)와 연결될 수 있다. 예를 들어, 측정 센서(121, 122, 123)와 연결된 제어부(40)는 각각의 측정 센서(121, 122, 123)에 증착된 증착 물질(D_M)의 두께를 이용하여, 증착 물질(D_M)의 증착율을 계산할 수 있다. 다만, 본 발명의 기술적 사상은 이에 제한되는 것은 아니다.
제어부(40)는 전원 공급부(131, 132, 133, 134)와 연결될 수 있다. 측정 센서(121, 122, 123)로 측정한 증착율을 이용하여, 제어부(40)는 전원 공급부(131, 132, 133, 134)에 공급되는 전원값의 크기를 조정할 수 있다. 이를 통해, 복수의 증착원(111, 112, 113, 114)에서 분사되는 증착 물질(D_M)의 분사량이 조정될 수 있다. 증착 물질(D_M)의 분사량이 조정됨으로써, 증착원(111, 112, 113, 114)의 증착율이 조정될 수 있다.
이하에서, 증착원 시스템(30)을 이용한 증착율 제어 방법을 설명한다.
도 2 내지 도 5에서, 제1 전원 공급부(131)는 제1 증착원(111)에 제1 전원값을 공급할 수 있다. 제2 전원 공급부(132)는 제2 증착원(112)에 제2 전원값을 공급할 수 있다. 제3 전원 공급부(133)는 제3 증착원(113)에 제3 전원값을 공급할 수 있다. 제4 전원 공급부(134)는 제4 증착원(114)에 제4 전원값을 공급할 수 있다.
이 때, 제1 측정 센서(121)를 이용하여, 제1 증착원(111)의 증착율(x(Å/s)) 및 제2 증착원(112)의 증착율(y(Å/s))이 측정될 수 있다. 제2 측정 센서(122)를 이용하여, 제3 증착원(113)의 증착율(z(Å/s))이 측정될 수 있다. 제3 측정 센서(123)를 이용하여, 제4 증착원(114)의 증착율(w(Å/s))이 측정될 수 있다. 여기에서, "증착율"은 1초당 증착되는 증착 물질(D_M)의 두께일 수 있다.
도 5에 도시되지 않았지만, 제2 측정 센서(122)는 제2 증착원(112)의 증착율을 측정하고, 제3 측정 센서(123)는 제3 증착원(113)의 증착율을 측정할 수 있다.
제1 측정 센서(121)에 의해 측정된 제1 증착원(111)의 증착율(x(Å/s))은 제1 측정 센서(121)에 의해 측정된 제2 증착원(112)의 증착율(y(Å/s))과 같을 수 있다. 하지만, 이하에서, 제1 측정 센서(121)에 의해 측정된 제1 증착원(111)의 증착율(x(Å/s))이 제1 측정 센서(121)에 의해 측정된 제2 증착원(112)의 증착율(y(Å/s))과 다른 것으로 설명한다.
제1 증착원(111)은 제2 내지 제4 증착원(112, 113, 114)의 증착율을 조정하기 위한 기준 증착원일 수 있다.
제2 증착원(112)에서 분사되는 증착 물질(D_M)의 양을 조정하기 위해, 제2 증착원(112)에 공급되는 제2 전원값이 조정될 수 있다. 제1 측정 센서(121)에 의해 측정된 제2 증착원(112)의 증착율이, 제1 측정 센서(121)에 의해 측정된 제1 증착원(111)의 증착율(x(Å/s))과 같아지도록, 제2 증착원(112)에 공급되는 제2 전원값이 변경될 수 있다. 제2 증착원(112)에 공급되는 제2 전원값을 조정함으로써, 제2 증착원(112)의 증착율은 y(Å/s)에서 x(Å/s)로 조정될 수 있다.
제2 증착원(112)에 공급되는 제2 전원값을 변경한 후, 제2 측정 센서(122)를 이용하여, 제2 증착원(112)의 증착율(x+a1(Å/s)) 및 제3 증착원(113)의 증착율(z(Å/s))이 측정될 수 있다. 제3 증착원(113)에 공급된 제3 전원값은 변경되지 않았으므로, 제3 증착원(113)의 증착율(z(Å/s))은 제2 전원값의 변경 전/후로 동일할 수 있다. 여기에서, "a1"은 양수일 수도 있고, 음수일 수도 있고, 0일 수도 있다.
제3 증착원(113)에서 분사되는 증착 물질(D_M)의 양을 조정하기 위해, 제3 증착원(113)에 공급되는 제3 전원값이 조정될 수 있다. 제2 측정 센서(122)에 의해 측정된 제3 증착원(113)의 증착율이, 제2 측정 센서(122)에 의해 측정된 제2 증착원(112)의 증착율(x+a1(Å/s))과 같아지도록, 제3 증착원(113)에 공급되는 제3 전원값이 변경될 수 있다. 제3 증착원(113)에 공급되는 제3 전원값을 조정함으로써, 제3 증착원(113)의 증착율은 z(Å/s)에서 x+a1(Å/s)로 조정될 수 있다.
제3 증착원(113)에 공급되는 제3 전원값을 변경한 후, 제3 측정 센서(123)를 이용하여, 제3 증착원(113)의 증착율(x+a2(Å/s)) 및 제4 증착원(114)의 증착율(w(Å/s))이 측정될 수 있다. 제4 증착원(114)에 공급된 제4 전원값은 변경되지 않았으므로, 제4 증착원(114)의 증착율(w(Å/s))은 제3 전원값의 변경 전/후로 동일할 수 있다. 여기에서, "a2"은 양수일 수도 있고, 음수일 수도 있고, 0일 수도 있다.
제4 증착원(114)에서 분사되는 증착 물질(D_M)의 양을 조정하기 위해, 제4 증착원(114)에 공급되는 제4 전원값이 조정될 수 있다. 제3 측정 센서(123)에 의해 측정된 제4 증착원(114)의 증착율이, 제3 측정 센서(123)에 의해 측정된 제3 증착원(113)의 증착율(x+a2(Å/s))과 같아지도록, 제4 증착원(114)에 공급되는 제4 전원값이 변경될 수 있다. 제4 증착원(114)에 공급되는 제4 전원값을 조정함으로써, 제4 증착원(114)의 증착율은 w(Å/s)에서 x+a2(Å/s)로 조정될 수 있다.
하나의 측정 센서가 복수의 증착원의 증착율을 측정함과 동시에, 하나의 증착원의 증착율이 복수의 측정 센서에 의해 측정됨으로써, 측정 센서 사이의 측정 오차가 줄어들 수 있다. 이를 통해, 각각의 증착원의 증착율은 동일하게 조정될 수 있다. 복수의 증착원을 이용하여 기판(W) 상에 증착 물질(D_M)이 증착 되더라도, 기판(W) 상에 증착된 증착 물질(D_M)의 두께의 균일성이 향상될 수 있다.
이하에서, 기판(W) 상에 증착 물질(D_M)을 증착하는 박막 증착 방법에 대해 설명한다.
도 1 내지 도 5에서, 기판(W)이 공정 챔버(10) 내로 로딩될 수 있다.
증착 물질(D_M)을 포함한 증착막이 기판(W) 상에 증착될 수 있다. 증착막은 증착원 시스템(30)을 이용하여 형성될 수 있다. 증착막은 도 5를 이용하여 설명한 증착율 제어 방법을 이용하여 기판(W) 상에 형성될 수 있다.
증착 물질(D_M)을 포함한 증착막이 기판(W) 상에 증착된 후, 기판(W)은 공정 챔버(W) 외부로 언로딩될 수 있다.
상술한 과정을 통해 기판(W) 상에 형성된 증착막은 센서, 디스플레이 장치 또는 반도체 장치 등에 사용될 수 있다.
즉, 상술한 과정은 센서의 제조 방법, 디스플레이 장치 제조 방법 또는 반도체 장치 제조 방법의 일부일 수 있다.
도 6은 도 1의 증착원 시스템의 배열 형태를 평면도로 간략히 도시한 도면이다. 도 7은 도 1의 증착원 시스템의 배열 형태를 측면도로 간략히 도시한 도면이다. 도 8은 도 6 및 도 7에 도시된 증착원 시스템을 이용한 증착율 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다. 설명의 편의상, 도 1 내지 도 5를 이용하여 설명한 것과 다른 점을 중심으로 설명한다.
도 1, 도 6 내지 도 8을 참고하면, 증착원 시스템(30)은 복수의 증착원(111, 112, 113, 114, 115, 116, 117)과, 복수의 측정 센서(121, 122, 123)와, 복수의 전원 공급부(131, 132, 133, 134, 135, 136, 137)를 포함할 수 있다.
복수의 증착원(111, 112, 113, 114, 115, 116, 117)은 제1 증착원(111)과, 제2 증착원(112)과, 제3 증착원(113)과, 제4 증착원(114)과, 제5 증착원(115)과, 제6 증착원(116)과, 제7 증착원(117)을 포함할 수 있다.
제2 내지 제7 증착원(112, 113, 114, 115, 116, 117)은 제1 증착원(111)의 둘레를 따라 배치될 수 있다. 평면도적으로, 복수의 증착원(111, 112, 113, 114, 115, 116, 117)은 허니컴 구조를 갖는 것으로 도시되었지만, 이에 제한되는 것은 아니다.
제1 측정 센서(121)은 제1 증착원(111), 제2 증착원(112) 및 제3 증착원(113)의 가운데 부근에 배치될 수 있다. 제1 증착원(111), 제2 증착원(112) 및 제3 증착원(113)은 제1 측정 센서(121)의 둘레를 따라 배치될 수 있다.
제1 측정 센서(121)는 제1 증착원(111)의 증착율, 제2 증착원(112)의 증착율 및 제3 증착원(113)의 증착율을 측정할 수 있다. 제1 측정 센서(121)는 제4 내지 제7 증착원(114, 115, 116, 117)의 증착율을 측정하지 않을 수 있다.
제2 측정 센서(122)은 제1 증착원(111), 제4 증착원(114) 및 제5 증착원(115)의 가운데 부근에 배치될 수 있다. 제1 증착원(111), 제4 증착원(114) 및 제5 증착원(115)은 제2 측정 센서(122)의 둘레를 따라 배치될 수 있다.
제2 측정 센서(122)는 제1 증착원(111)의 증착율, 제4 증착원(114)의 증착율 및 제5 증착원(115)의 증착율을 측정할 수 있다. 제2 측정 센서(122)는 제2 및 제3 증착원(112, 113)의 증착율과, 제6 및 제7 증착원(116, 117)의 증착율을 측정하지 않을 수 있다.
제3 측정 센서(123)은 제1 증착원(111), 제6 증착원(116) 및 제7 증착원(117)의 가운데 부근에 배치될 수 있다. 제1 증착원(111), 제6 증착원(116) 및 제7 증착원(117)은 제3 측정 센서(123)의 둘레를 따라 배치될 수 있다.
제3 측정 센서(123)는 제1 증착원(111)의 증착율, 제6 증착원(116)의 증착율 및 제7 증착원(117)의 증착율을 측정할 수 있다. 제3 측정 센서(123)는 제2 내지 제5 증착원(112, 113, 114, 115)의 증착율을 측정하지 않을 수 있다.
제1 증착원(111)의 증착율은 제1 측정 센서(121), 제2 측정 센서(122) 및 제3 측정 센서(123)에 의해 측정될 수 있다.
각각의 전원 공급부(131, 132, 133, 134, 135, 136, 137)는 각각의 증착원(111, 112, 113, 114, 115, 116, 117)에 전원을 공급할 수 있다.
예를 들어, 증착 물질(D_M)이 증착되는 기판(W)은 전체적으로 곡면의 형상을 가질 수 있다.
이하에서, 증착원 시스템(30)을 이용한 증착율 제어 방법을 설명한다.
도 1, 도 6 내지 도 8에서, 제1 전원 공급부(131)는 제1 증착원(111)에 제1 전원값을 공급할 수 있다. 제2 전원 공급부(132)는 제2 증착원(112)에 제2 전원값을 공급할 수 있다. 제3 전원 공급부(133)는 제3 증착원(113)에 제3 전원값을 공급할 수 있다. 제4 전원 공급부(134)는 제4 증착원(114)에 제4 전원값을 공급할 수 있다. 제5 전원 공급부(135)는 제5 증착원(115)에 제5 전원값을 공급할 수 있다. 제6 전원 공급부(136)는 제6 증착원(116)에 제6 전원값을 공급할 수 있다. 제7 전원 공급부(137)는 제7 증착원(117)에 제7 전원값을 공급할 수 있다.
이 때, 제1 측정 센서(121)를 이용하여, 제1 증착원(111)의 증착율(x(Å/s)), 제2 증착원(112)의 증착율(y(Å/s)) 및 제3 증착원(113)의 증착율(z(Å/s))이 측정될 수 있다. 일 예로, 제2 증착원(112)의 증착율(y(Å/s)) 및 제3 증착원(113)의 증착율(z(Å/s)) 중 적어도 하나는 제1 증착원(111)의 증착율(x(Å/s))과 같을 수 있다. 다른 예로, 제2 증착원(112)의 증착율(y(Å/s)) 및 제3 증착원(113)의 증착율(z(Å/s))은 제1 증착원(111)의 증착율(x(Å/s))과 다를 수 있다. 이하에서, 제1 증착원(111)의 증착율(x(Å/s))은 제2 증착원(112)의 증착율(y(Å/s)) 및 제3 증착원(113)의 증착율(z(Å/s))과 다른 것으로 설명한다.
제2 측정 센서(122)를 이용하여, 제1 증착원(111)의 증착율(x+a1(Å/s)), 제4 증착원(114)의 증착율(w(Å/s)) 및 제5 증착원(115)의 증착율(v(Å/s))이 측정될 수 있다. 이하에서, 제1 증착원(111)의 증착율(x+a1(Å/s))은 제4 증착원(114)의 증착율(w(Å/s)) 및 제5 증착원(115)의 증착율(v(Å/s))과 다른 것으로 설명한다.
제3 측정 센서(123)를 이용하여, 제1 증착원(111)의 증착율(x+a2(Å/s)), 제6 증착원(116)의 증착율(p(Å/s)) 및 제7 증착원(117)의 증착율(q(Å/s))이 측정될 수 있다. 이하에서, 제1 증착원(111)의 증착율(x+a2(Å/s))은 제6 증착원(116)의 증착율(p(Å/s)) 및 제7 증착원(117)의 증착율(q(Å/s))과 다른 것으로 설명한다.
여기에서, a1 및 a2는 각각 양수일 수도 있고, 음수일 수도 있고, 0일 수도 있다.
제1 증착원(111)은 제2 내지 제7 증착원(112, 113, 114, 115, 116, 117)의 증착율을 조정하기 위한 기준 증착원일 수 있다. 제1 측정 센서(121), 제2 측정 센서(122) 및 제3 측정 센서(123)에 의해 측정된 제1 증착원(111)의 증착율은 같을 수도 있지만, 다를 수도 있다. 제1 측정 센서(121), 제2 측정 센서(122) 및 제3 측정 센서(123)은 측정 오차를 가질 수 있다. 제1 증착원(111)에서 분사된 증착 물질(D_M)의 증착율을 측정한 것이므로, 각각의 측정 센서(121, 122, 123)에서 측정된 제1 증착원(111)의 증착율이 달라질 수 있다.
제2 증착원(112) 및 제3 증착원(113)에서 분사되는 증착 물질(D_M)의 양을 조정하기 위해, 제2 증착원(112)에 공급되는 제2 전원값과, 제3 증착원(113)에 공급되는 제3 전원값이 조정될 수 있다. 제1 측정 센서(121)에 의해 측정된 제2 증착원(112)의 증착율 및 제3 증착원(113)의 증착율이, 제1 측정 센서(121)에 의해 측정된 제1 증착원(111)의 증착율(x(Å/s))과 같아지도록, 제2 증착원(112)에 공급되는 제2 전원값과, 제3 증착원(113)에 공급되는 제3 전원값이 변경될 수 있다.
제2 증착원(112)에 공급되는 제2 전원값을 조정함으로써, 제2 증착원(112)의 증착율은 y(Å/s)에서 x(Å/s)로 조정될 수 있다. 제3 증착원(113)에 공급되는 제3 전원값을 조정함으로써, 제3 증착원(113)의 증착율은 z(Å/s)에서 x(Å/s)로 조정될 수 있다.
제4 증착원(114) 및 제5 증착원(115)에서 분사되는 증착 물질(D_M)의 양을 조정하기 위해, 제4 증착원(114)에 공급되는 제4 전원값과, 제5 증착원(115)에 공급되는 제5 전원값이 조정될 수 있다. 제2 측정 센서(122)에 의해 측정된 제4 증착원(114)의 증착율 및 제5 증착원(115)의 증착율이, 제2 측정 센서(122)에 의해 측정된 제1 증착원(111)의 증착율(x+a1(Å/s))과 같아지도록, 제4 증착원(114)에 공급되는 제4 전원값과, 제5 증착원(115)에 공급되는 제5 전원값이 변경될 수 있다.
제4 증착원(114)에 공급되는 제4 전원값을 조정함으로써, 제4 증착원(114)의 증착율은 w(Å/s)에서 x+a1(Å/s)로 조정될 수 있다. 제5 증착원(115)에 공급되는 제5 전원값을 조정함으로써, 제5 증착원(115)의 증착율은 v(Å/s)에서 x+a1(Å/s)로 조정될 수 있다.
제6 증착원(116) 및 제7 증착원(117)에서 분사되는 증착 물질(D_M)의 양을 조정하기 위해, 제6 증착원(116)에 공급되는 제6 전원값과, 제7 증착원(117)에 공급되는 제7 전원값이 조정될 수 있다. 제3 측정 센서(123)에 의해 측정된 제6 증착원(116)의 증착율 및 제7 증착원(117)의 증착율이, 제3 측정 센서(123)에 의해 측정된 제1 증착원(111)의 증착율(x+a2(Å/s))과 같아지도록, 제6 증착원(116)에 공급되는 제6 전원값과, 제7 증착원(117)에 공급되는 제7 전원값이 변경될 수 있다.
제6 증착원(116)에 공급되는 제6 전원값을 조정함으로써, 제6 증착원(116)의 증착율은 p(Å/s)에서 x+a2(Å/s)로 조정될 수 있다. 제7 증착원(117)에 공급되는 제7 전원값을 조정함으로써, 제7 증착원(117)의 증착율은 q(Å/s)에서 x+a2(Å/s)로 조정될 수 있다.
이상 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims (10)

  1. 증착 물질을 제공하는 제1 내지 제3 증착원; 및
    상기 증착 물질의 증착 두께를 측정하는 제1 및 제2 측정 센서를 포함하고,
    상기 제1 측정 센서는 상기 제1 증착원의 증착율 및 상기 제2 증착원의 증착율을 측정하고,
    상기 제2 측정 센서는 상기 제1 증착원의 증착율 및 상기 제3 증착원의 증착율을 측정하는 증착원 시스템.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 증착원, 상기 제1 증착원 및 상기 제3 증착원은 일렬로 배치된 증착원 시스템.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 증착 물질을 제공하는 제4 증착원을 더 포함하고,
    상기 제1 측정 센서는 상기 제4 증착원의 증착율을 측정하고,
    상기 제2 측정 센서는 상기 제4 증착원의 증착율을 측정하지 않는 증착원 시스템.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 제1 증착원, 상기 제2 증착원 및 상기 제4 증착원은 상기 제1 측정 센서의 둘레를 따라 배치된 증착원 시스템.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 내지 제3 증착원은 진공 증발원 또는 스퍼터링 건 중 하나인 증착원 시스템.
  6. 공정 챔버;
    상기 공정 챔버 내에 배치되고, 기판이 로딩되는 기판 지지대;
    상기 공정 챔버 내에 배치되고, 상기 기판에 증착되는 증착 물질을 제공하는 증착원 시스템을 포함하고,
    상기 증착원 시스템은
    상기 기판에 상기 증착 물질을 제공하는 제1 내지 제3 증착원과,
    상기 증착 물질의 증착 두께를 측정하는 제1 및 제2 측정 센서를 포함하고,
    상기 제1 측정 센서는 상기 제1 증착원의 증착율 및 상기 제2 증착원의 증착율을 측정하고,
    상기 제2 측정 센서는 상기 제1 증착원의 증착율 및 상기 제3 증착원의 증착율을 측정하는 박막 증착 장비.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 제2 증착원, 상기 제1 증착원 및 상기 제3 증착원은 일렬로 배치된 박막 증착 장비.
  8. 제6 항에 있어서,
    상기 증착 물질을 제공하는 제4 증착원을 더 포함하고,
    상기 제1 증착원, 상기 제2 증착원 및 상기 제4 증착원은 상기 제1 측정 센서의 둘레를 따라 배치되고,
    상기 제1 측정 센서는 상기 제4 증착원의 증착율을 측정하고,
    상기 제2 측정 센서는 상기 제4 증착원의 증착율을 측정하지 않는 박막 증착 장비.
  9. 제6 항에 있어서,
    상기 제1 측정 센서에 의해 측정된 상기 제1 증착원의 증착율이 상기 제1 측정 센서에 의해 측정된 상기 제2 증착원의 증착율과 같아지도록 상기 제1 증착원에 공급된 전원값을 변경하고,
    상기 제1 증착원에 공급된 전원값을 변경한 후, 상기 제2 측정 센서에 의해 측정된 상기 제3 증착원의 증착율이 상기 제2 측정 센서에 의해 측정된 상기 제1 증착원의 증착율과 같아지도록 상기 제3 증착원에 공급된 전원값을 변경하는 박막 증착 장비.
  10. 제1 측정 센서를 이용하여, 제1 증착원 및 제2 증착원의 증착율을 측정하고,
    상기 제1 증착원의 증착율 및 상기 제2 증착원의 증착율이 같아지도록 상기 제2 증착원에 공급된 제1 전원값을 변경하고,
    상기 제1 전원값을 변경한 후, 제2 측정 센서를 이용하여, 상기 제2 증착원 및 제3 증착원의 증착율을 측정하고,
    상기 제2 증착원의 증착율 및 상기 제3 증착원의 증착율이 같아지도록 상기 제3 증착원에 공급된 제2 전원값을 변경하는 것을 포함하는 증착율 제어 방법.
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