[发明专利]实时监测膜厚变化的镀膜设备及其方法

说明书

技术领域

本发明是关于一种实时监测膜厚变化的镀膜设备及其方法，尤其指一种适用于实时监测有机薄膜膜厚变化的镀膜设备。

背景技术

随着半导体技术与液晶显示器产业日益兴盛，镀膜工艺亦在国内外业者中广为使用。目前国内外对于工艺膜厚检测技术，皆采用后检测方式，换言之，须待镀膜工艺结束取出样品后，才能够进行膜厚检测，待膜厚检测后才能得知镀膜结果，而无法于镀膜工艺期间实时得知成膜效果，因此对于镀膜工艺的生产良率并无帮助。

先前曾有人提出利用接触式的检测方式，但是此种方式除了易使薄膜受损外，同样也属于后检测方式；另外，曾有业者提出使用光学系统量测方式进行膜厚检测，不过此方法不仅受限于待镀基板材料，也无法进行实时检测；亦有研究者提出光学式监控系统，但是此系统受限于光学组件安装位置的精准度及系统的体积大小，也难以方便使用；进一步曾有学者提出使用石英晶体微量天平(quartz crystal microbalance，QCM)压电式检测技术，此技术虽能达到实时监控的功能，但由于检测系统与组件无法于真空腔室内使用，因此无法在目前的量产工艺中达到实时监控的目的。

上述技术大多数是应用于无机薄膜的膜厚检测，但另一方面对于有机薄膜的膜厚检测，目前市面上却苦无可用的技术，况且在纳米层级的膜厚检测，至今仍需要高价格的检测系统。

鉴于上述，倘若可以开发出在镀膜工艺中进行在线实时监控、减少工艺失败的损失、监控有机薄膜的沉积情况、操作简易且耗费成本低的纳米膜厚检测技术，将更有利于半导体相关技术的发展。

发明内容

本发明的目的在于提供一种膜厚变化的实时监测方法，利用具有体积小、不受电磁波影响、可置放于真空腔室内的光纤感测组件，俾能达到工艺期间的实时监控、减少工艺失败的损失、监控有机薄膜的沉积情况。

本发明的另一目的在于提供一种实时监测膜厚变化的镀膜设备，结合一般镀膜装置及光纤感测组件，搭配表面等离子体共振技术，而达到高灵敏度的检测、减少工艺不良的损失，且能适用于纳米薄膜、有机薄膜与无机薄膜的膜厚检测。

为实现上述目的，在本发明一态样中，提供一种镀膜设备中膜厚变化的实时监测方法，包括：提供一镀膜模块及一膜厚监测模块，其中，该镀膜模块具有一腔室，该膜厚监测模块包括一表面等离子体共振光纤感测组件、一光源组件、一光接收检测组件及复数条光纤，其中，该些光纤连接该表面等离子体共振光纤感测组件与该光源组件以及该表面等离子体共振光纤感测组件与该光接收检测组件，该表面等离子体共振光纤感测组件具有一感测区且设置于该镀膜模块的该腔室内，且该光源组件提供光线予该表面等离子体共振光纤感测组件的该感测区；于该镀膜模块的该腔室中置入一基材；成膜于该基材，并形成一膜层于该表面等离子体共振光纤感测组件的该感测区；利用该光接收检测组件，接收该表面等离子体共振光纤感测组件感测区的讯号，而输出光强度变化讯号。

本发明上述膜厚变化的实时监测方法，还包括提供一微处理单元，其中，该微处理单元具有一厚度对照数据库且接收该光接收检测组件的光强度变化讯号，并依照该厚度对照数据库，将该光强度变化讯号换算并输出该膜层厚度。

在本发明另一态样中，提供一种实时监测膜厚变化的镀膜设备，包括：一镀膜模块，其具有一腔室；以及一膜厚监测模块，包括一表面等离子体共振光纤感测组件、一光源组件、一光接收检测组件及复数条光纤，其中，该些光纤系连接该表面等离子体共振光纤感测组件与该光源组件，以及连接该表面等离子体共振光纤感测组件与该光接收检测组件；该表面等离子体共振光纤感测组件具有一感测区，且设置于该镀膜模块的该腔室内；该光源组件系提供光线予该表面等离子体共振光纤感测组件的该感测区；且该光接收检测组件接收该表面等离子体共振光纤感测组件感测区的讯号，而输出光强度变化讯号。

在本发明实时监测膜厚变化的镀膜设备中，该膜厚监测模块还包括一微处理单元，该微处理单元具有一厚度对照数据库且接收该光接收检测组件的光强度变化讯号，并依照该厚度对照数据库，将该光强度变化讯号换算并输出该膜层厚度。

较佳而言，当该镀膜模块成膜于一基材时，亦形成一膜层于该表面等离子体共振光纤感测组件的该感测区。