沉积装置及使用该沉积装置测量沉积材料的剩余量的方法
【专利摘要】本发明提供一种沉积装置及使用该沉积装置测量沉积材料的剩余量的方法。所述沉积装置包括：包括观测窗的处理室、布置在处理室中以在第一方向上与观测窗重叠的坩埚、布置在观测窗与坩埚之间以在第一方向上与观测窗重叠并且关于第一方向旋转的盘片、联接至处理室和盘片以使盘片旋转的旋转单元、布置在盘片与坩埚之间且提供有穿过其自身形成并在第一方向上与观测窗重叠的开口的沉积防止板、以及布置在处理室的外部以在第一方向上与观测窗、盘片和坩埚重叠的测量传感器。该测量传感器检测沉积材料与测量传感器之间的距离，以测量沉积材料的剩余量。
【专利说明】沉积装置及使用该沉积装置测量沉积材料的剩余量的方法
[0001]优先权要求
[0002]本申请参考早先于2010年8月9日递交韩国知识产权局并因而被正式分配序列号 10-2012-0087362 的申请“DEPOSITION APPARATUS AND METHOD OF MEASURING RESIDUALAMOUNT OF DEPOSITION MATERIAL USING THE SAME (沉积装置及使用该沉积装置测量沉积材料的剩余量的方法)”，将其合并于此，并要求其所有权益。
【技术领域】
[0003]本公开涉及能够基于测量传感器与沉积材料之间的距离测量沉积材料的剩余量的沉积装置及使用该沉积装置测量沉积材料的剩余量的方法。
【背景技术】
[0004]一般而言，使用沉积装置来制造各种设备，例如显示设备。沉积装置包括处理室和布置在处理室中以容纳沉积材料的坩埚。从坩埚蒸发的沉积材料沉积到置于坩埚上方的基板上。
[0005]在使用沉积装置将沉积材料沉积到基板上的情况下，需要测量坩埚中沉积材料的剩余量，以找出为坩埚补给沉积材料的时间。
[0006]为此，沉积装置包括安装在处理室内部的晶体传感器，以测量坩埚中的沉积材料的剩余量。晶体传感器检测振动次数根据附着到晶体传感器上的沉积材料的厚度产生的变化。
[0007]然而，在更换基板而晶体传感器被维持时，晶体传感器的方向和位置改变，因此，难以精确地测量坩埚中沉积材料的剩余量。`
【发明内容】
[0008]本发明可以提供能够测量沉积材料的剩余量的沉积装置。
[0009]本发明可以提供测量沉积装置中的沉积材料的剩余量的方法。
[0010]本发明的一个或多个实施例可以提供包括处理室、坩埚、盘片、旋转单元、沉积防止板和测量传感器的沉积装置。
[0011]处理室可以包括布置在其上壁的一部分处的观测窗。
[0012]坩埚可以布置在所述处理室的内部的下壁上，以在第一方向上与所述观测窗重叠，并且在坩埚中容纳有沉积材料.[0013]盘片可以布置在所述观测窗与所述坩埚之间，以在所述第一方向上与所述观测窗重叠，并且盘片可以关于所述第一方向旋转。在一些实施例中，当在所述第一方向上观看时，所述盘片可以具有圆形形状。
[0014]所述旋转单元可以联接至所述处理室和所述盘片以使所述盘片旋转。在一些实施例中，所述旋转单元可以包括:附接到所述处理室的上壁的旋转电机；以及在所述第一方向上延伸的轴，所述轴旋转地联接至所述旋转电机和所述盘片。在一些实施例中，所述轴连接到所述盘片的中央。在一些实施例中，当在所述第一方向上观看时，所述轴可以布置为与所述观测窗间隔开。
[0015]所述沉积防止板可以布置在所述盘片与所述坩埚之间，并且提供有穿过所述沉积防止板形成的开口。所述开口可以在所述第一方向上与所述观测窗重叠。
[0016]所述测量传感器可以布置在所述处理室的外部，以在所述第一方向上与所述观测窗、所述盘片和所述坩埚重叠。所述测量传感器检测所述沉积材料与所述测量传感器之间的距离，以测量所述沉积材料的剩余量。所述测量传感器可以包括:光发射部，沿所述第一方向向所述观测窗发射激光束；以及光接收部，接收所述激光束的一部分。
[0017]所述观测窗和所述盘片可以包括石英。[0018]当在所述第一方向上观看时，所述观测窗可以与所述盘片的周围区域重叠。
[0019]在本发明的一些实施例中，沉积装置可以包括提供于所述处理室中的传送单元，其中至少一个基板安装在所述传送单元上，所述传送单元在与所述第一方向垂直的第二方向上移动，以从所述沉积防止板和所述坩埚之间穿过，并且所述沉积防止板和所述坩埚被布置为彼此重叠，并且所述沉积材料被沉积在所述基板上。
[0020]本发明构思的实施例提供一种测量沉积材料的剩余量的方法，该方法可以包括:准备沉积装置，该沉积装置包括具有观测窗的处理室、容纳沉积材料的坩埚、盘片、联接至所述盘片的旋转单元以及布置在所述处理室的外部以在第一方向上与所述观测窗、所述盘片和所述坩埚重叠的测量传感器；准备第一基板以及在与所述第一方向垂直的第二 (或水平)方向上以预定距离与所述第一基板间隔开的第二基板；使所述第一基板经过所述坩埚上方；将所述沉积材料沉积在所述第一基板上；在所述第一基板从所述坩埚离开后，测量所述沉积材料的剩余量；使所述第二基板经过所述坩埚上方；将所述沉积材料沉积在所述第二基板上；以及在所述第二基板从所述坩埚离开后，测量所述沉积材料的剩余量。
[0021]测量所述沉积材料的剩余量可以包括:检测所述测量传感器与所述坩埚中的所述沉积材料之间的距离以测量所述沉积材料的剩余量。从所述测量传感器发出的激光束入射到所述沉积材料，并且所述激光束的从所述沉积材料反射的部分在穿过所述盘片和所述观测窗之后入射到所述测量传感器。
[0022]根据以上内容，沉积装置可以使用发出激光束的测量传感器实时地测量沉积材料的剩余量。
[0023]另外，尽管测量了沉积材料的剩余量，但沉积工艺不需要停止，从而改进沉积工艺
的工艺产量。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]由于通过参考以下结合附图考虑时的详细描述，本发明变得更好理解，因此本发明的更完整理解以及伴随本发明的诸多优点会变得更容易明显，在附图中同样的附图标记指代相同或相似的部件，附图中:
[0025]图1是示出根据本发明实施例的沉积装置的剖视图。
[0026]图2是示出在第一方向上观看的图1所示观测窗和盘片的平面图。
[0027]图3是示出图1所示测量传感器的框图。
[0028]图4是示出图1所示观测窗、坩埚、盘片、测量传感器和沉积防止板的透视图。【具体实施方式】
[0029]下文中将参照附图更充分地描述本发明。现在将详细参考实施例，实施例的示例示于附图中，附图中相同的附图标记始终指代相同的元件。在这一点上，当前实施例可能具有不同的形式，而不应当被解释为限于这里给出的描述。因此，以下仅通过参照附图描述实施例，以解释本描述的各方面。
[0030]可以理解，当提及一元件或层位于另一元件或层“上”或者“连接至”或“联接至”另一元件或层时，该元件或层可以直接位于其它元件或层上或者直接连接至或联接至其它元件或层，也可以存在中间元件或层。相反，当提及一元件“直接位于”另一元件或层“上”或者“直接连接至”或“直接联接至”另一元件或层时，不存在中间元件或层。相同的附图标记始终指代相同的元件。这里所使用的词语“和/或”包括所列出的相关联项目中的一个或多个的任意组合和所有组合。
[0031]可以理解，尽管这里可能使用词语第一、第二等来描述各种元件、部件、区域、层和/或部分，但这些元件、部件、区域、层和/或部分不应当受限于这些词语。这些词语仅用于将一个元件、部件、区域、层或部分与另一元件、部件、区域、层或部分区分开来。因此，以下所讨论的第一元件、部件、区域、层或部分可以被命名为第二元件、部件、区域、层或部分，而不背离本发明的教导。
[0032]为了易于描述，这里可以使用空间上相对的词语，例如“下面”、“下方”、“下”、“上方”和“上”等，以描述如图中所示的一个元件或特征与另一元件或特征(或其它元件或特征)的关系。可以理解，空间上相对的词语意在除图中描绘的定向之外还包含处于使用中或操作中的设备的不同定向。例如，如果图中的设备翻转，则被描述为在其它元件或特征“下方”或“下面”的元件就会被定向为位于其它元件或特征“上方”。因此，示例性词语“下方”可以包含上方和下方的定向。设备可以以其它方式定向(旋转90度或以其它定向)，并且可以对这里使用的空间上相对的描述语言进行相应的解释。
[0033]这里所使用的术语的目 的仅在于描述特定的实施例，并不意在限制本发明。这里所使用的单数形式意在也包括复数形式，除非上下文清楚地给出其它指示。进一步可以理解，词语“包括”及其变形在本说明书中使用时指明存在所陈述的特征、整体、步骤、操作、元件、和/或部件，但不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或其组合的存在或附加。
[0034]除非有其它限定，这里所使用的所有词语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域的普通技术人员通常的理解相同的含义。进一步可以理解，诸如那些在常用词典中所限定的词语应当被解释为具有与其在相关领域的背景中相一致的含义，而不应以理想化的或完全形式的意义来解释，除非这里明确进行了这种限定。
[0035]下文中将参照附图详细描述本发明。
[0036]图1是示出根据本发明实施例的沉积装置的剖视图。
[0037]参照图1，沉积装置1000包括处理室100、坩埚200、盘片300、旋转单元400和测量传感器500。
[0038]处理室100由具有预定厚度的壁围绕以在其中提供密闭空间。处理室100具有各种形状，例如穹顶形状、六面体形状等。在本示例性实施例中，将详细描述具有六面体形状的处理室100。
[0039]尽管图1中未示出，但真空泵(未示出)可以附接到处理室100的壁上，以维持处理室100中的空间的真空状态。
[0040]处理室100包括形成为穿过处理室100的上壁UW的一部分的观测窗10，如图1所
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[0041]观测窗10由石英玻璃形成，但观测窗10不应当局限于石英玻璃。亦即，可以使用透射激光束的各种材料来形成观测窗10。
[0042]坩埚200布置在处理室100内部的下壁LW上，且在其中容纳沉积材料20。坩埚200用于蒸发沉积材料。
[0043]沉积材料20沉积到载入处理室100中的基板SBl和SB2上。沉积材料20可以是
铝，但不应当局限于铝。
[0044]坩埚200包括加热单元(未示出)。加热单元将坩埚200加热到足以蒸发沉积材料20的温度。
[0045]坩埚200位于在第一方向Dl例如竖直方向上与观测窗10重叠的位置处。因此，从处理室100的外部沿第一方向Dl穿过观测窗10的激光束到达容纳于坩埚200中的沉积材料20。
[0046]图2是在第一方向Dl上示出图1所示观测窗10和盘片300的平面图。
[0047]参照图1和图2，盘片300布置在观测窗10与坩埚200之间，且位于在第一方向Dl上与观测窗10和坩埚200重叠的位置处。
[0048]当在第一方向Dl上观看时，盘片300具有圆形形状。盘片300由石英玻璃形成，但盘片300不应当局限于石英玻璃。亦即，可以使用透射激光束的各种材料来形成盘片300。
[0049]当在第一方向Dl上观看时，盘片300包括中央区域CA和围绕中央区域CA的周围区域PA。
[0050]另外，当在第一方向Dl上观看时，观测窗10位于与盘片300的周围区域PA重叠的位置处。优选地，当在第一方向Dl上观看时，观测窗10和盘片300之间的重叠位置离盘片300的周围区域PA更近，但观测窗10需要位于在第一方向Dl上至少与盘片300重叠的位置处。
[0051]盘片300随其旋转轴AX关于第一方向Dl旋转。当在第一方向Dl上观看时，旋转轴AX可以与观测窗10间隔开。
[0052]盘片300防止沉积材料20蒸发和沉积到观测窗10上，以改进入射到观测窗10并穿过观测窗10的激光束的透射率。同时，入射到盘片300上的激光束需要具有高透射率，且高透射率可以通过将在稍后描述的沉积防止板实现。
[0053]再次参照图1，旋转单元400联接到处理室100和盘片300以使盘片300旋转。
[0054]旋转单元400包括旋转电机410和轴420。
[0055]旋转电机410附接到处理室100的上壁UW。旋转电机410连接到轴420以使轴420旋转。
[0056]轴420具有在第一方向Dl上延伸的形状。轴420的第一端部在穿过处理室100的上壁UW之后旋转地联接到旋转电机410，并且轴420的第二端部联接到盘片300。因此，当轴420由旋转电机410旋转时，盘片300旋转。[0057]轴420的第二端部连接到盘片300的中央。当在第一方向Dl上观看时，轴420位于与观测窗10间隔开之处。
[0058]图3是示出图1所示测量传感器的框图。
[0059]参照图1和图3，测量传感器500布置在处理室100外部，且位于在第一方向Dl上与观测窗10、坩埚200和盘片300重叠的位置处。图1中，测量传感器500布置在处理室100的上壁UW上，以与观测窗10对应。
[0060]测量传感器500检测坩埚20中的沉积材料20与测量传感器500之间的距离。
[0061]测量传感器500包括光发射部510和光接收部520。
[0062]光发射部510布置在处理室100外部且沿第一方向Dl向观测窗10发射激光束。从光发射部510发出的激光束在穿过观测窗10和盘片300之后，到达容纳于坩埚200中的沉积材料20的表面。从光发射部510发出的激光束的一部分被沉积材料20的表面反射，并且所反射的激光束在穿过盘片300和观测窗10之后到达测量传感器500。
[0063]光接收部520接收所反射的激光束以检测测量传感器500与沉积材料20之间的距离。[0064]测量传感器500基于所检测到的距离测量沉积材料20的剩余量。尽管附图中未示出，但测量传感器500包括查找表，查找表中的数据表示沉积材料20的量与从测量传感器500到沉积材料20的距离之间的关系。因此，测量传感器500读出沉积材料20的量的数据。该数据对应于所检测到的从测量传感器500到沉积材料20的距离，从而可以观测到沉积材料20的剩余量。
[0065]沉积装置1000可以进一步包括沉积防止板600。
[0066]图4是示出图1所示观测窗10、坩埚200、盘片300、测量传感器500和沉积防止板600的透视图。
[0067]参照图1和图4，沉积防止板600在第一方向Dl上布置在盘片300与坩埚200之间。
[0068]沉积防止板600被提供有在第一方向Dl上与观测窗10重叠的位置处穿过沉积防止板600而形成的开口 0P。另外，开口 OP也位于在第一方向Dl上与盘片300的周围区域PA和坩埚200重叠的位置处。因此，从测量传感器500发出的激光束穿过开口 0P。
[0069]沉积防止板600防止从坩埚200蒸发的沉积材料20沉积到盘片300的中央区域CA的下表面上。沉积材料20被沉积到盘片300的周围区域PA的下表面上。在这种情况下，由于盘片300关于作为其旋转轴的轴420旋转，因此，沉积材料20均匀地沉积到盘片300的周围区域PA的下表面上。相应地，在特定时刻，非常少量的沉积材料20沉积在盘片300周围区域PA的下表面的区域TA中。区域TA与观测窗10在第一方向Dl上重叠。因此，沉积到盘片300周围区域PA的下表面上的沉积材料20的量不会对从测量传感器500发出并穿过盘片300的激光束的透射率造成任何影响。
[0070]沉积防止板600的形状不应当局限于特定的形状，只要当在第一方向Dl上观看时，沉积防止板600覆盖盘片300即可。在图4中，沉积防止板600具有直径比盘片300的直径大的圆形形状。
[0071]尽管附图中未示出，但沉积防止板600连接到处理室100并固定到处理室100。
[0072]返回参照图1，基板SBl和SB2被载入处理室100中。图1示出第一基板SBl和第二基板SB2，沉积材料20依次沉积在第一基板SBl和第二基板SB2上。
[0073]第一基板SBl和第二基板SB2在与第一方向Dl基本垂直的第二方向D2上移动，以允许第一基板SBl和第二基板SB2在坩埚200与沉积防止板600之间经过。
[0074]尽管在附图中未示出，但第一基板SBl和第二基板SB2安装在处理室100中提供的传送单元TU上，并通过传送单元TU在第二方向D2上移动。例如，传送单元TU可以是传送带。当在第二方向D2上移动时，第一基板SBl和第二基板SB2在第二方向D2上彼此间隔开。
[0075]根据沉积装置1000，从测量传感器500发出并被沉积材料20的表面反射的激光束部分沿第一方向Dl穿越第一基板 SBl与第二基板SB2之间，从而入射到测量传感器500。
[0076]根据本示例性实施例的沉积装置1000可以通过使用测量传感器500实时测量沉积材料20的剩余量。另外，由于通过盘片300防止了沉积材料20沉积到观测窗10上，且通过沉积防止板600防止了沉积材料20沉积到盘片300的中央区域CA的下表面上，因此，从测量传感器500发出的激光束可以穿过观测窗10、盘片300的周围区域PA以及沉积防止板600的开口 0P。
[0077]下文中，将参照图1详细描述测量沉积材料20的剩余量的方法。
[0078]将第一基板SBl和第二基板SB2载入处理室100中，使得第一基板SBl和第二基板SB2在第二方向D2上以预定距离彼此间隔开。
[0079]当第一基板SBl沿第二方向D2经过坩埚200上方时，沉积材料20沉积到第一基板SBl上。
[0080]在第一基板SBl沿第二方向D2经过坩埚200上方之后，测量传感器500在第二基板SB2沿第二方向D2经过坩埚200上方之前测量沉积材料20的剩余量。
[0081]在这种情况下，测量传感器500、观测窗10、盘片300、开口 OP和坩埚200从处理室100的顶部向下依次布置，并且在第一方向Dl上观看时彼此重叠。基于测量传感器500与坩埚200中的沉积材料20之间的距离测量沉积材料20的剩余量。
[0082]为此，从测量传感器500的光发射部510发出的激光束入射到沉积材料20，且激光束的由沉积材料20的表面反射的部分在依次穿过开口 0P、盘片300和观测窗10之后，入射到测量传感器500的光接收部520。
[0083]在测量沉积材料20的剩余量之后，接着进行下一沉积过程。然后，当第二基板SB2沿第二方向D2经过坩埚200上方时，沉积材料20沉积到第二基板SB2上。
[0084]根据测量沉积材料20的剩余量的方法，从测量传感器500发出的激光束在穿过第一基板SBl与第二基板SB2之间的空间之后被提供给沉积材料20，并且激光束的被沉积材料20反射的部分在穿过第一基板SBl与第二基板SB2之间的空间之后入射到测量传感器500。因此，尽管测量了沉积材料20的剩余量，但沉积工艺不需要停止，从而改进沉积工艺的工艺产量。
[0085]尽管已经描述了本发明的示例性实施例，但应当理解本发明不限于这些示例性实施例，而是可以由本领域普通技术人员在所附权利要求所限定的本发明的精神和范围内进行各种改变和修改。
【权利要求】
1.一种沉积装置包括: 包括观测窗的处理室，所述观测窗布置在所述处理室的上壁的一部分处； 坩埚，布置在所述处理室的内部的下壁上，以在第一方向上与所述观测窗重叠，并且所述坩埚中容纳有沉积材料； 盘片，布置在所述观测窗与所述坩埚之间，以在所述第一方向上与所述观测窗重叠，并且所述盘片关于所述第一方向旋转； 旋转单元，联接至所述处理室和所述盘片以使所述盘片旋转；以及测量传感器，布置在所述处理室的外部，以在所述第一方向上与所述观测窗、所述盘片和所述坩埚重叠，并且所述测量传感器检测所述沉积材料与所述测量传感器之间的距离，以测量所述沉积材料的剩余量。
2.根据权利要求1所述的沉积装置，其中所述测量传感器包括: 光发射部，沿所述第一方向向所述观测窗发射激光束；以及 光接收部，接收所述激光束的一部分。
3.根据权利要求1所述的沉积装置，进一步包括布置在所述盘片与所述坩埚之间的沉积防止板，并且所述沉积防止板具有穿过所述沉积防止板形成的开口，其中所述开口在所述第一方向上与所述观测窗重叠。
4.根据权利要求1所述的沉积装置，其中当在所述第一方向上观看时，所述观测窗与所述盘片的周围区域重叠。
5.根据权利要求3所述的沉积装置，进一步包括提供于所述处理室中的传送单元，其中至少一个基板安装在所述传送单元上，所述传送单元在与所述第一方向垂直的第二方向上移动，以从所述沉积防止板和所述坩埚之间穿过，并且所述沉积防止板和所述坩埚被布置为彼此重叠，并且所述沉积材料被沉积在所述基板上。
6.根据权利要求1所述的沉积装置，其中所述观测窗和所述盘片包括石英。
7.根据权利要求1所述的沉积装置，其中当在所述第一方向上观看时，所述盘片具有圆形形状。
8.根据权利要求1所述的沉积装置，其中所述旋转单元包括: 附接到所述处理室的上壁的旋转电机；以及 在所述第一方向上延伸的轴，所述轴旋转地联接至所述旋转电机和所述盘片。
9.根据权利要求8所述的沉积装置，其中所述轴连接到所述盘片的中央。
10.根据权利要求9所述的沉积装置，其中当在所述第一方向上观看时，所述轴被布置为与所述观测窗间隔开。
11.一种测量沉积材料的剩余量的方法，包括: 准备沉积装置，所述沉积装置包括具有观测窗的处理室、容纳沉积材料的坩埚、盘片、联接至所述盘片的旋转单元以及布置在所述处理室的外部以在第一方向上与所述观测窗、所述盘片和所述坩埚重叠的测量传感器； 准备第一基板以及在与所述第一方向垂直的第二方向上以预定距离与所述第一基板间隔开的第二基板； 使所述第一基板经过所述坩埚上方； 将所述沉积材料沉积在所述第一基板上；在所述第一基板从所述坩埚离开后，测量所述沉积材料的剩余量； 使所述第二基板经过所述坩埚上方； 将所述沉积材料沉积在所述第二基板上；以及 在所述第二基板从所述坩埚离开后，测量所述沉积材料的剩余量。
12.根据权利要求11所述的方法，其中测量所述沉积材料的剩余量包括: 检测所述测量传感器与所述坩埚中的所述沉积材料之间的距离以测量所述沉积材料的剩余量。
13.根据权利要求12所述的方法，其中从所述测量传感器发出的激光束入射到所述沉积材料，并且所述激光束的从所述沉积材料反射的部分在穿过所述盘片和所述观测窗之后入射到所述测量传 感器。
【文档编号】C23C14/54GK103572214SQ201310322268
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2013年7月29日 优先权日:2012年8月9日
【发明者】金娫佑 申请人:三星显示有限公司