沉積裝置及使用該沉積裝置測量沉積材料的剩余量的方法
【專利摘要】本發明提供一種沉積裝置及使用該沉積裝置測量沉積材料的剩余量的方法。所述沉積裝置包括：包括觀測窗的處理室、布置在處理室中以在第一方向上與觀測窗重疊的坩堝、布置在觀測窗與坩堝之間以在第一方向上與觀測窗重疊并且關于第一方向旋轉的盤片、聯接至處理室和盤片以使盤片旋轉的旋轉單元、布置在盤片與坩堝之間且提供有穿過其自身形成并在第一方向上與觀測窗重疊的開口的沉積防止板、以及布置在處理室的外部以在第一方向上與觀測窗、盤片和坩堝重疊的測量傳感器。該測量傳感器檢測沉積材料與測量傳感器之間的距離，以測量沉積材料的剩余量。
【專利說明】沉積裝置及使用該沉積裝置測量沉積材料的剩余量的方法
[0001]優先權要求
[0002]本申請參考早先于2010年8月9日遞交韓國知識產權局并因而被正式分配序列號 10-2012-0087362 的申請“DEPOSITION APPARATUS AND METHOD OF MEASURING RESIDUALAMOUNT OF DEPOSITION MATERIAL USING THE SAME (沉積裝置及使用該沉積裝置測量沉積材料的剩余量的方法)”，將其合并于此，并要求其所有權益。
【技術領域】
[0003]本公開涉及能夠基于測量傳感器與沉積材料之間的距離測量沉積材料的剩余量的沉積裝置及使用該沉積裝置測量沉積材料的剩余量的方法。
【背景技術】
[0004]一般而言，使用沉積裝置來制造各種設備，例如顯示設備。沉積裝置包括處理室和布置在處理室中以容納沉積材料的坩堝。從坩堝蒸發的沉積材料沉積到置于坩堝上方的基板上。
[0005]在使用沉積裝置將沉積材料沉積到基板上的情況下，需要測量坩堝中沉積材料的剩余量，以找出為坩堝補給沉積材料的時間。
[0006]為此，沉積裝置包括安裝在處理室內部的晶體傳感器，以測量坩堝中的沉積材料的剩余量。晶體傳感器檢測振動次數根據附著到晶體傳感器上的沉積材料的厚度產生的變化。
[0007]然而，在更換基板而晶體傳感器被維持時，晶體傳感器的方向和位置改變，因此，難以精確地測量坩堝中沉積材料的剩余量。`
【發明內容】
[0008]本發明可以提供能夠測量沉積材料的剩余量的沉積裝置。
[0009]本發明可以提供測量沉積裝置中的沉積材料的剩余量的方法。
[0010]本發明的一個或多個實施例可以提供包括處理室、坩堝、盤片、旋轉單元、沉積防止板和測量傳感器的沉積裝置。
[0011]處理室可以包括布置在其上壁的一部分處的觀測窗。
[0012]坩堝可以布置在所述處理室的內部的下壁上，以在第一方向上與所述觀測窗重疊，并且在坩堝中容納有沉積材料.[0013]盤片可以布置在所述觀測窗與所述坩堝之間，以在所述第一方向上與所述觀測窗重疊，并且盤片可以關于所述第一方向旋轉。在一些實施例中，當在所述第一方向上觀看時，所述盤片可以具有圓形形狀。
[0014]所述旋轉單元可以聯接至所述處理室和所述盤片以使所述盤片旋轉。在一些實施例中，所述旋轉單元可以包括:附接到所述處理室的上壁的旋轉電機；以及在所述第一方向上延伸的軸，所述軸旋轉地聯接至所述旋轉電機和所述盤片。在一些實施例中，所述軸連接到所述盤片的中央。在一些實施例中，當在所述第一方向上觀看時，所述軸可以布置為與所述觀測窗間隔開。
[0015]所述沉積防止板可以布置在所述盤片與所述坩堝之間，并且提供有穿過所述沉積防止板形成的開口。所述開口可以在所述第一方向上與所述觀測窗重疊。
[0016]所述測量傳感器可以布置在所述處理室的外部，以在所述第一方向上與所述觀測窗、所述盤片和所述坩堝重疊。所述測量傳感器檢測所述沉積材料與所述測量傳感器之間的距離，以測量所述沉積材料的剩余量。所述測量傳感器可以包括:光發射部，沿所述第一方向向所述觀測窗發射激光束；以及光接收部，接收所述激光束的一部分。
[0017]所述觀測窗和所述盤片可以包括石英。[0018]當在所述第一方向上觀看時，所述觀測窗可以與所述盤片的周圍區域重疊。
[0019]在本發明的一些實施例中，沉積裝置可以包括提供于所述處理室中的傳送單元，其中至少一個基板安裝在所述傳送單元上，所述傳送單元在與所述第一方向垂直的第二方向上移動，以從所述沉積防止板和所述坩堝之間穿過，并且所述沉積防止板和所述坩堝被布置為彼此重疊，并且所述沉積材料被沉積在所述基板上。
[0020]本發明構思的實施例提供一種測量沉積材料的剩余量的方法，該方法可以包括:準備沉積裝置，該沉積裝置包括具有觀測窗的處理室、容納沉積材料的坩堝、盤片、聯接至所述盤片的旋轉單元以及布置在所述處理室的外部以在第一方向上與所述觀測窗、所述盤片和所述坩堝重疊的測量傳感器；準備第一基板以及在與所述第一方向垂直的第二 (或水平)方向上以預定距離與所述第一基板間隔開的第二基板；使所述第一基板經過所述坩堝上方；將所述沉積材料沉積在所述第一基板上；在所述第一基板從所述坩堝離開后，測量所述沉積材料的剩余量；使所述第二基板經過所述坩堝上方；將所述沉積材料沉積在所述第二基板上；以及在所述第二基板從所述坩堝離開后，測量所述沉積材料的剩余量。
[0021]測量所述沉積材料的剩余量可以包括:檢測所述測量傳感器與所述坩堝中的所述沉積材料之間的距離以測量所述沉積材料的剩余量。從所述測量傳感器發出的激光束入射到所述沉積材料，并且所述激光束的從所述沉積材料反射的部分在穿過所述盤片和所述觀測窗之后入射到所述測量傳感器。
[0022]根據以上內容，沉積裝置可以使用發出激光束的測量傳感器實時地測量沉積材料的剩余量。
[0023]另外，盡管測量了沉積材料的剩余量，但沉積工藝不需要停止，從而改進沉積工藝
的工藝產量。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0024]由于通過參考以下結合附圖考慮時的詳細描述，本發明變得更好理解，因此本發明的更完整理解以及伴隨本發明的諸多優點會變得更容易明顯，在附圖中同樣的附圖標記指代相同或相似的部件，附圖中:
[0025]圖1是示出根據本發明實施例的沉積裝置的剖視圖。
[0026]圖2是示出在第一方向上觀看的圖1所示觀測窗和盤片的平面圖。
[0027]圖3是示出圖1所示測量傳感器的框圖。
[0028]圖4是示出圖1所示觀測窗、坩堝、盤片、測量傳感器和沉積防止板的透視圖。【具體實施方式】
[0029]下文中將參照附圖更充分地描述本發明。現在將詳細參考實施例，實施例的示例示于附圖中，附圖中相同的附圖標記始終指代相同的元件。在這一點上，當前實施例可能具有不同的形式，而不應當被解釋為限于這里給出的描述。因此，以下僅通過參照附圖描述實施例，以解釋本描述的各方面。
[0030]可以理解，當提及一元件或層位于另一元件或層“上”或者“連接至”或“聯接至”另一元件或層時，該元件或層可以直接位于其它元件或層上或者直接連接至或聯接至其它元件或層，也可以存在中間元件或層。相反，當提及一元件“直接位于”另一元件或層“上”或者“直接連接至”或“直接聯接至”另一元件或層時，不存在中間元件或層。相同的附圖標記始終指代相同的元件。這里所使用的詞語“和/或”包括所列出的相關聯項目中的一個或多個的任意組合和所有組合。
[0031]可以理解，盡管這里可能使用詞語第一、第二等來描述各種元件、部件、區域、層和/或部分，但這些元件、部件、區域、層和/或部分不應當受限于這些詞語。這些詞語僅用于將一個元件、部件、區域、層或部分與另一元件、部件、區域、層或部分區分開來。因此，以下所討論的第一元件、部件、區域、層或部分可以被命名為第二元件、部件、區域、層或部分，而不背離本發明的教導。
[0032]為了易于描述，這里可以使用空間上相對的詞語，例如“下面”、“下方”、“下”、“上方”和“上”等，以描述如圖中所示的一個元件或特征與另一元件或特征(或其它元件或特征)的關系。可以理解，空間上相對的詞語意在除圖中描繪的定向之外還包含處于使用中或操作中的設備的不同定向。例如，如果圖中的設備翻轉，則被描述為在其它元件或特征“下方”或“下面”的元件就會被定向為位于其它元件或特征“上方”。因此，示例性詞語“下方”可以包含上方和下方的定向。設備可以以其它方式定向(旋轉90度或以其它定向)，并且可以對這里使用的空間上相對的描述語言進行相應的解釋。
[0033]這里所使用的術語的目 的僅在于描述特定的實施例，并不意在限制本發明。這里所使用的單數形式意在也包括復數形式，除非上下文清楚地給出其它指示。進一步可以理解，詞語“包括”及其變形在本說明書中使用時指明存在所陳述的特征、整體、步驟、操作、元件、和/或部件，但不排除一個或多個其它特征、整體、步驟、操作、元件、部件和/或其組合的存在或附加。
[0034]除非有其它限定，這里所使用的所有詞語(包括技術術語和科學術語)具有與本發明所屬領域的普通技術人員通常的理解相同的含義。進一步可以理解，諸如那些在常用詞典中所限定的詞語應當被解釋為具有與其在相關領域的背景中相一致的含義，而不應以理想化的或完全形式的意義來解釋，除非這里明確進行了這種限定。
[0035]下文中將參照附圖詳細描述本發明。
[0036]圖1是示出根據本發明實施例的沉積裝置的剖視圖。
[0037]參照圖1，沉積裝置1000包括處理室100、坩堝200、盤片300、旋轉單元400和測量傳感器500。
[0038]處理室100由具有預定厚度的壁圍繞以在其中提供密閉空間。處理室100具有各種形狀，例如穹頂形狀、六面體形狀等。在本示例性實施例中，將詳細描述具有六面體形狀的處理室100。
[0039]盡管圖1中未示出，但真空泵(未示出)可以附接到處理室100的壁上，以維持處理室100中的空間的真空狀態。
[0040]處理室100包括形成為穿過處理室100的上壁UW的一部分的觀測窗10，如圖1所
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[0041]觀測窗10由石英玻璃形成，但觀測窗10不應當局限于石英玻璃。亦即，可以使用透射激光束的各種材料來形成觀測窗10。
[0042]坩堝200布置在處理室100內部的下壁LW上，且在其中容納沉積材料20。坩堝200用于蒸發沉積材料。
[0043]沉積材料20沉積到載入處理室100中的基板SBl和SB2上。沉積材料20可以是
鋁，但不應當局限于鋁。
[0044]坩堝200包括加熱單元(未示出)。加熱單元將坩堝200加熱到足以蒸發沉積材料20的溫度。
[0045]坩堝200位于在第一方向Dl例如豎直方向上與觀測窗10重疊的位置處。因此，從處理室100的外部沿第一方向Dl穿過觀測窗10的激光束到達容納于坩堝200中的沉積材料20。
[0046]圖2是在第一方向Dl上示出圖1所示觀測窗10和盤片300的平面圖。
[0047]參照圖1和圖2，盤片300布置在觀測窗10與坩堝200之間，且位于在第一方向Dl上與觀測窗10和坩堝200重疊的位置處。
[0048]當在第一方向Dl上觀看時，盤片300具有圓形形狀。盤片300由石英玻璃形成，但盤片300不應當局限于石英玻璃。亦即，可以使用透射激光束的各種材料來形成盤片300。
[0049]當在第一方向Dl上觀看時，盤片300包括中央區域CA和圍繞中央區域CA的周圍區域PA。
[0050]另外，當在第一方向Dl上觀看時，觀測窗10位于與盤片300的周圍區域PA重疊的位置處。優選地，當在第一方向Dl上觀看時，觀測窗10和盤片300之間的重疊位置離盤片300的周圍區域PA更近，但觀測窗10需要位于在第一方向Dl上至少與盤片300重疊的位置處。
[0051]盤片300隨其旋轉軸AX關于第一方向Dl旋轉。當在第一方向Dl上觀看時，旋轉軸AX可以與觀測窗10間隔開。
[0052]盤片300防止沉積材料20蒸發和沉積到觀測窗10上，以改進入射到觀測窗10并穿過觀測窗10的激光束的透射率。同時，入射到盤片300上的激光束需要具有高透射率，且高透射率可以通過將在稍后描述的沉積防止板實現。
[0053]再次參照圖1，旋轉單元400聯接到處理室100和盤片300以使盤片300旋轉。
[0054]旋轉單元400包括旋轉電機410和軸420。
[0055]旋轉電機410附接到處理室100的上壁UW。旋轉電機410連接到軸420以使軸420旋轉。
[0056]軸420具有在第一方向Dl上延伸的形狀。軸420的第一端部在穿過處理室100的上壁UW之后旋轉地聯接到旋轉電機410，并且軸420的第二端部聯接到盤片300。因此，當軸420由旋轉電機410旋轉時，盤片300旋轉。[0057]軸420的第二端部連接到盤片300的中央。當在第一方向Dl上觀看時，軸420位于與觀測窗10間隔開之處。
[0058]圖3是示出圖1所示測量傳感器的框圖。
[0059]參照圖1和圖3，測量傳感器500布置在處理室100外部，且位于在第一方向Dl上與觀測窗10、坩堝200和盤片300重疊的位置處。圖1中，測量傳感器500布置在處理室100的上壁UW上，以與觀測窗10對應。
[0060]測量傳感器500檢測坩堝20中的沉積材料20與測量傳感器500之間的距離。
[0061]測量傳感器500包括光發射部510和光接收部520。
[0062]光發射部510布置在處理室100外部且沿第一方向Dl向觀測窗10發射激光束。從光發射部510發出的激光束在穿過觀測窗10和盤片300之后，到達容納于坩堝200中的沉積材料20的表面。從光發射部510發出的激光束的一部分被沉積材料20的表面反射，并且所反射的激光束在穿過盤片300和觀測窗10之后到達測量傳感器500。
[0063]光接收部520接收所反射的激光束以檢測測量傳感器500與沉積材料20之間的距離。[0064]測量傳感器500基于所檢測到的距離測量沉積材料20的剩余量。盡管附圖中未示出，但測量傳感器500包括查找表，查找表中的數據表示沉積材料20的量與從測量傳感器500到沉積材料20的距離之間的關系。因此，測量傳感器500讀出沉積材料20的量的數據。該數據對應于所檢測到的從測量傳感器500到沉積材料20的距離，從而可以觀測到沉積材料20的剩余量。
[0065]沉積裝置1000可以進一步包括沉積防止板600。
[0066]圖4是示出圖1所示觀測窗10、坩堝200、盤片300、測量傳感器500和沉積防止板600的透視圖。
[0067]參照圖1和圖4，沉積防止板600在第一方向Dl上布置在盤片300與坩堝200之間。
[0068]沉積防止板600被提供有在第一方向Dl上與觀測窗10重疊的位置處穿過沉積防止板600而形成的開口 0P。另外，開口 OP也位于在第一方向Dl上與盤片300的周圍區域PA和坩堝200重疊的位置處。因此，從測量傳感器500發出的激光束穿過開口 0P。
[0069]沉積防止板600防止從坩堝200蒸發的沉積材料20沉積到盤片300的中央區域CA的下表面上。沉積材料20被沉積到盤片300的周圍區域PA的下表面上。在這種情況下，由于盤片300關于作為其旋轉軸的軸420旋轉，因此，沉積材料20均勻地沉積到盤片300的周圍區域PA的下表面上。相應地，在特定時刻，非常少量的沉積材料20沉積在盤片300周圍區域PA的下表面的區域TA中。區域TA與觀測窗10在第一方向Dl上重疊。因此，沉積到盤片300周圍區域PA的下表面上的沉積材料20的量不會對從測量傳感器500發出并穿過盤片300的激光束的透射率造成任何影響。
[0070]沉積防止板600的形狀不應當局限于特定的形狀，只要當在第一方向Dl上觀看時，沉積防止板600覆蓋盤片300即可。在圖4中，沉積防止板600具有直徑比盤片300的直徑大的圓形形狀。
[0071]盡管附圖中未示出，但沉積防止板600連接到處理室100并固定到處理室100。
[0072]返回參照圖1，基板SBl和SB2被載入處理室100中。圖1示出第一基板SBl和第二基板SB2，沉積材料20依次沉積在第一基板SBl和第二基板SB2上。
[0073]第一基板SBl和第二基板SB2在與第一方向Dl基本垂直的第二方向D2上移動，以允許第一基板SBl和第二基板SB2在坩堝200與沉積防止板600之間經過。
[0074]盡管在附圖中未示出，但第一基板SBl和第二基板SB2安裝在處理室100中提供的傳送單元TU上，并通過傳送單元TU在第二方向D2上移動。例如，傳送單元TU可以是傳送帶。當在第二方向D2上移動時，第一基板SBl和第二基板SB2在第二方向D2上彼此間隔開。
[0075]根據沉積裝置1000，從測量傳感器500發出并被沉積材料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與第二基板SB2之間，從而入射到測量傳感器500。
[0076]根據本示例性實施例的沉積裝置1000可以通過使用測量傳感器500實時測量沉積材料20的剩余量。另外，由于通過盤片300防止了沉積材料20沉積到觀測窗10上，且通過沉積防止板600防止了沉積材料20沉積到盤片300的中央區域CA的下表面上，因此，從測量傳感器500發出的激光束可以穿過觀測窗10、盤片300的周圍區域PA以及沉積防止板600的開口 0P。
[0077]下文中，將參照圖1詳細描述測量沉積材料20的剩余量的方法。
[0078]將第一基板SBl和第二基板SB2載入處理室100中，使得第一基板SBl和第二基板SB2在第二方向D2上以預定距離彼此間隔開。
[0079]當第一基板SBl沿第二方向D2經過坩堝200上方時，沉積材料20沉積到第一基板SBl上。
[0080]在第一基板SBl沿第二方向D2經過坩堝200上方之后，測量傳感器500在第二基板SB2沿第二方向D2經過坩堝200上方之前測量沉積材料20的剩余量。
[0081]在這種情況下，測量傳感器500、觀測窗10、盤片300、開口 OP和坩堝200從處理室100的頂部向下依次布置，并且在第一方向Dl上觀看時彼此重疊。基于測量傳感器500與坩堝200中的沉積材料20之間的距離測量沉積材料20的剩余量。
[0082]為此，從測量傳感器500的光發射部510發出的激光束入射到沉積材料20，且激光束的由沉積材料20的表面反射的部分在依次穿過開口 0P、盤片300和觀測窗10之后，入射到測量傳感器500的光接收部520。
[0083]在測量沉積材料20的剩余量之后，接著進行下一沉積過程。然后，當第二基板SB2沿第二方向D2經過坩堝200上方時，沉積材料20沉積到第二基板SB2上。
[0084]根據測量沉積材料20的剩余量的方法，從測量傳感器500發出的激光束在穿過第一基板SBl與第二基板SB2之間的空間之后被提供給沉積材料20，并且激光束的被沉積材料20反射的部分在穿過第一基板SBl與第二基板SB2之間的空間之后入射到測量傳感器500。因此，盡管測量了沉積材料20的剩余量，但沉積工藝不需要停止，從而改進沉積工藝的工藝產量。
[0085]盡管已經描述了本發明的示例性實施例，但應當理解本發明不限于這些示例性實施例，而是可以由本領域普通技術人員在所附權利要求所限定的本發明的精神和范圍內進行各種改變和修改。
【權利要求】
1.一種沉積裝置包括: 包括觀測窗的處理室，所述觀測窗布置在所述處理室的上壁的一部分處； 坩堝，布置在所述處理室的內部的下壁上，以在第一方向上與所述觀測窗重疊，并且所述坩堝中容納有沉積材料； 盤片，布置在所述觀測窗與所述坩堝之間，以在所述第一方向上與所述觀測窗重疊，并且所述盤片關于所述第一方向旋轉； 旋轉單元，聯接至所述處理室和所述盤片以使所述盤片旋轉；以及測量傳感器，布置在所述處理室的外部，以在所述第一方向上與所述觀測窗、所述盤片和所述坩堝重疊，并且所述測量傳感器檢測所述沉積材料與所述測量傳感器之間的距離，以測量所述沉積材料的剩余量。
2.根據權利要求1所述的沉積裝置，其中所述測量傳感器包括: 光發射部，沿所述第一方向向所述觀測窗發射激光束；以及 光接收部，接收所述激光束的一部分。
3.根據權利要求1所述的沉積裝置，進一步包括布置在所述盤片與所述坩堝之間的沉積防止板，并且所述沉積防止板具有穿過所述沉積防止板形成的開口，其中所述開口在所述第一方向上與所述觀測窗重疊。
4.根據權利要求1所述的沉積裝置，其中當在所述第一方向上觀看時，所述觀測窗與所述盤片的周圍區域重疊。
5.根據權利要求3所述的沉積裝置，進一步包括提供于所述處理室中的傳送單元，其中至少一個基板安裝在所述傳送單元上，所述傳送單元在與所述第一方向垂直的第二方向上移動，以從所述沉積防止板和所述坩堝之間穿過，并且所述沉積防止板和所述坩堝被布置為彼此重疊，并且所述沉積材料被沉積在所述基板上。
6.根據權利要求1所述的沉積裝置，其中所述觀測窗和所述盤片包括石英。
7.根據權利要求1所述的沉積裝置，其中當在所述第一方向上觀看時，所述盤片具有圓形形狀。
8.根據權利要求1所述的沉積裝置，其中所述旋轉單元包括: 附接到所述處理室的上壁的旋轉電機；以及 在所述第一方向上延伸的軸，所述軸旋轉地聯接至所述旋轉電機和所述盤片。
9.根據權利要求8所述的沉積裝置，其中所述軸連接到所述盤片的中央。
10.根據權利要求9所述的沉積裝置，其中當在所述第一方向上觀看時，所述軸被布置為與所述觀測窗間隔開。
11.一種測量沉積材料的剩余量的方法，包括: 準備沉積裝置，所述沉積裝置包括具有觀測窗的處理室、容納沉積材料的坩堝、盤片、聯接至所述盤片的旋轉單元以及布置在所述處理室的外部以在第一方向上與所述觀測窗、所述盤片和所述坩堝重疊的測量傳感器； 準備第一基板以及在與所述第一方向垂直的第二方向上以預定距離與所述第一基板間隔開的第二基板； 使所述第一基板經過所述坩堝上方； 將所述沉積材料沉積在所述第一基板上；在所述第一基板從所述坩堝離開后，測量所述沉積材料的剩余量； 使所述第二基板經過所述坩堝上方； 將所述沉積材料沉積在所述第二基板上；以及 在所述第二基板從所述坩堝離開后，測量所述沉積材料的剩余量。
12.根據權利要求11所述的方法，其中測量所述沉積材料的剩余量包括: 檢測所述測量傳感器與所述坩堝中的所述沉積材料之間的距離以測量所述沉積材料的剩余量。
13.根據權利要求12所述的方法，其中從所述測量傳感器發出的激光束入射到所述沉積材料，并且所述激光束的從所述沉積材料反射的部分在穿過所述盤片和所述觀測窗之后入射到所述測量傳 感器。
【文檔編號】C23C14/54GK103572214SQ201310322268
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年7月29日 優先權日:2012年8月9日
【發明者】金娫佑 申請人:三星顯示有限公司