KR100397137B1 - 이온 도금 장치 및 이온 도금 방법 - Google Patents

이온 도금 장치 및 이온 도금 방법 Download PDF

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Abstract

배기된 진공 챔버 내에 배치된 기판 지지대 상에 기판이 지지되고 플라즈마가 막을 형성할 진공 챔버 내에서 생성되는 이온 도금에서는 미리 지정된 출력시간 동안에 미리 지정된 음의 전압 값을 갖는 음의 바이어스 성분과 미리 지정된 시간 동안에 일정한 양의 값을 갖는 펄스 출력에 해당하는 펄스 바이어스 성분으로 구성된 바이어스 전압과, 사이클이 1KHz∼1GHz의 범위에서 설정된 출력이 전원공급유닛에 의해 기판 지지대를 거쳐 진공 챔버의 내부로 공급된다.

Description

이온 도금 장치 및 이온 도금 방법{Ion Plating Device and Ion Plating Method}
본 발명은 이온 도금(ion plating) 장치와 이온 도금 방법에 관한 것이다.
이온 도금에 의한 막(film) 형성은 막 물질로부터 방전 플라즈마를 발생하기 위하여 진공 챔버의 내부에 일정 전압을 공급하고, 기판 상에 막을 증착시키기 위하여 진공 챔버에 위치한 기판에 플라즈마를 인가함으로써 수행한다.
그러한 이온 도금에 의한 막 형성은, 거울상에 반사막을 코팅하는 것과 같이, 여러 타입의 기판 상에 막을 형성하여 이루어진다. 도 4는 이온 도금에 의한 막 형성 장치의 구조의 일예를 도시한 개략도이다.
도 4에 의하면, 이온 도금 장치(60)는 진공 챔버(61), 기판(65)을 유지하기 위하여 진공 챔버(61) 내에 위치한 기판 지지대(62), 진공 챔버(61)에서 막 물질을 보유하고 해당 막 물질을 증발시키는 증발원(63), 기판 지지대(62)를 경유하여 진공 챔버(61)의 내부로 소정의 전원을 공급하기 위한 고주파(RF) 전원공급장치(66) 및, 기판 지지대(62)를 경유하여 진공 챔버(61)의 내부로 일정한 음(negative)의 바이어스 전압을 공급하기 위한 직류(DC) 전원공급장치(67)를 포함한다.
증발원(63)에 의해 증발된 물질은 RF 전원공급장치(66)와 DC 전원공급장치(67)에서 공급된 전원에 의해 플라즈마(68)로 변환되고, 플라즈마(68)에 함유된 이온화 물질은 기판(65) 상에 막으로서 증착되어 기판(65) 상에 막을 형성하게 된다.
DC 전원공급장치(67)에 의한 바이어스 전압의 공급에 의하여, 이온이 기판(65)을 향하여 빠르게 이주하는 경향이 있고, 막이 조밀하게 만들어진다.또한, 바이어스 전압의 공급에 의하여, 막이 기판(65)에 강하게 부착되어 형성된다. 특히, DC 전원공급장치(67)로 부터의 전압 출력이 높은 경우에 막은 기판(65)에 좀더 조밀하고도 강하게 부착된다.
그러나, 전압이 상술한 바와 같이 공급되는 경우에 진공 챔버(61) 내에 방전(arcing)이 발생한다는 것이 증명되어 있다. 더욱이, 바이어스 전압이 높은 경우에 방전이 좀더 발생한다는 것이 증명되어 있다. 방전은 다음과 같이 발생된다.
바이어스 전압이 공급되는 경우에, 플라즈마(68) 내의 이온은 기판 지지대(62)를 향하여 끌려가는 경향이 있고 공간적으로 바이어스된다. 기판(65)이 증발원(63)과 기판 지지대(62) 사이에 위치하거나, 기판(65) 상에 형성된 막이 절연물질로 만들어지고, 또는 막 물질이 절연물질이고, 이온이 절연물질에 의해 포착되고, 그 부근이 전기적으로 중화되지 않은 경우에, 큰 전기장이 국부적으로 형성된다. 이와 같은 이유 때문에, 절연물질의 브레이크다운(breakdown)이 발생되어 방전을 유발한다.
특히 기판(65) 또는 기판(65)상의 막이 절연물질로 만들어지는 경우, 이온이 기판(65) 또는 막의 부근에서 포착되는 경향은, 기판(65) 또는 막의 부근에서 방전을 발생하는 원인이 된다. 방전이 발생되는 경우에, 불순물은 기판(65) 상에 막을 형성함에 있어서 막에 혼합되는 경향이 있고, 막의 균일성과 조밀도를 감소시키는 원인이 된다. 방전의 경로가 기판(65) 상에 형성된 막을 통해 관통하는 경우에 막은 손상된다.
본 발명은 상술한 문제점을 극복하기 위하여 개발한 것으로, 그 목적은 막의 조밀도와 부착성을 향상시키기 위하여 바이어스 전압을 사용하는 경우에 방전의 발생을 방지함으로써 불순물이 막에 혼합되는 것을 방지하여 기판과 막에 대한 손상을 방지하도록 하는 이온 도금 장치와 방법을 제공하는데 있다.
도 1a는 본 발명의 실시예에 따른 이온 도금 장치의 구성을 나타낸 구성도.
도 1b는 본 발명의 실시예에 따른 바이어스 전압의 예를 나타낸 파형도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 바이어스 전압의 다른 예를 나타낸 파형도.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 실시예에 따른 바이어스 전원공급유닛의 구성을 나타낸 개략도.
도 4는 종래의 이온 도금 장치의 구성을 나타낸 구성도.
(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)
11 고주파 전원공급유닛 12 바이어스 전원공급유닛
13 파형 발생기 14 바이어스 전원공급장치
15 고역 통과 필터 16 저역 통과 필터
상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에서는, 배기 가능한 진공 챔버와; 기판을 유지하기 위하여 진공 챔버에 위치한 기판 지지대와; 기판 상에 형성되는 막의 물질을 플라즈마로 변환하고 해당 플라즈마로부터 기판 상에 막을 증착하기 위하여 사용되는 전원을 기판 지지대를 통해 진공 챔버의 내부에 공급하는 전원공급유닛을 포함하는 이온 도금 장치를 제공한다. 상기 전원공급유닛은 소정의 출력시간 동안에 소정의 음(negative) 전압값을 갖는 음의 바이어스 성분과, 소정의 시간동안 양(positive) 전압값을 갖는 펄스 출력에 대응하는 펄스 바이어스 성분으로 이루어진 바이어스 전압을 1kHz 내지 1GHz 범위에서 설정된 사이클로 출력하는 바이어스 전원공급유닛을 포함한다.
본 발명의 이온 도금 장치에서, 바이어스 전압의 음 바이어스는 플라즈마 내의 이온이 기판을 향하여 빠르게 이주하게 된다. 그러므로, 막이 기판 상에 조밀하고 강하게 부착된다. 이에 부가하여, 기판 또는 기판 상에 형성된 막이 절연물질로 만들어지고, 또는 플라즈마에 혼합된 막 물질이 절연물질로 이루어지고, 바이어스전압의 펄스 바이어스 성분은 양(positive)의 전하가 중화된 절연물질에 포착되게 한다. 그러므로, 기판 상에 형성된 막 내부로의 불순물 혼합과 막의 핀홀(pin hole)과 같은 손상을 방지할 수 있다.
바이어스 사이클에 대한 펄스 바이어스의 소정 시간 비율은 40% 또는 그 보다 작은 것이 바람직하다. 바이어스 전압의 1사이클에서 펄스 바이어스의 시간이 상대적으로 길면, 플라즈마는 희박하게 될 것이며 막 형성의 효율도 감소된다.
본 발명의 이온 도금 장치에서, 펄스 바이어스의 펄스 출력으로서, 소정 시간의 펄스 폭과 소정 전압값을 갖는 구형파 펄스가 사용된다. 그러한 구형파 펄스를 사용하여, 바이어스 전압의 소망하는 펄스 바이어스를 용이하게 얻을 수 있게 되고, 기판 부근의 양 전하를 중화시키기 위한 소망하는 전압값과 펄스 폭을 갖는 펄스 바이어스가 용이하게 주어지게 된다.
바람직하기로는, 바이어스 전원공급유닛은 바이어스 전압의 기본 파형을 형성하기 위한 파형 발생기와, 파형 발생기로부터 출력된 기본 파형에 기초한 일정 값을 갖는 바이어스 전압을 생성하기 위한 바이어스 전원공급장치를 구비한다. 소정 파형을 갖는 바이어스 전압은 임의의 파형을 생성하는 파형 발생기를 사용하여 형성될 수 있으므로, 소망하는 바이어스 전압을 용이하게 얻게된다.
바람직하기로는, 바이어스 전원공급장치는 음의 바이어스를 형성하기 위한 직류 전원공급장치와, 펄스 바이어스를 형성하기 위한 펄스 전원공급장치를 포함한다. 직류 전원공급장치와 펄스 전원공급장치는 독립적으로 조절되므로, 음의 바이어스 성분과 펄스 바이어스 성분을 독립적으로 조절하게 된다. 결국, 바이어스 전압을 용이하게 조절할 수 있다.
이온 도금 장치의 바이어스 전원공급유닛이 파형 발생기와 바이어스 전원공급장치를 포함하는 경우에, 이온 도금 장치는, 고주파 전원을 출력하기 위한 고주파 전원공급유닛과; 고주파 전원공급유닛과 기판 지지대 사이에 설치되어, 고주파 전원공급유닛의 출력을 기판 지지대로 통과시키고, 바이어스 전원공급유닛의 출력이 고주파 전원공급유닛에 입력되는 것을 방지하는 고역 통과 필터와; 바이어스 전원공급유닛과 기판 지지대 사이에 설치되어, 바이어스 전원공급유닛의 출력을 기판 지지대에게 통과시키고, 고주파 전원공급유닛의 출력이 바이어스 전원공급유닛에 입력되지 않게 방지하는 제1저역 통과 필터를 더 포함한다.
고주파 전원공급유닛 뿐만 아니라 바이어스 전원공급유닛은, 플라즈마를 발생하여 막을 형성하는 경우에 막 형성을 위해 필요한 전원을 공급한다. 그러므로, 소망하는 전원은 비교적 간단한 방법으로 공급할 수 있으며, 장치의 유지보수와 가동을 포함하여 막 형성에 따른 수율을 향상시키므로 전체 비용을 감소시킬 수 있다.
이온 도금 장치의 바이어스 전원공급유닛이 직류 전원공급장치와 펄스 전원공급장치를 포함하는 경우에, 이온 도금 장치는, 고주파 전원을 출력하는 고주파 전원공급유닛과; 고주파 전원공급유닛과 기판 지지대 사이에 설치되어, 고주파 전원공급유닛의 출력을 기판 지지대에게 통과시키고, 바이어스 전원공급유닛의 출력이 고주파 전원공급유닛에 입력되는 것을 방지하는 고역 통과 필터와; 바이어스 전원공급유닛과 기판 지지대 사이에 설치되어, 바이어스 전원공급유닛의 출력을 기판지지대에게 통과시키고, 고주파 전원공급유닛의 출력이 바이어스 전원공급유닛에 입력되는 것을 방지하는 제1저역 통과 필터를 더 포함한다. 또한, 이 경우에, 고주파 전원공급유닛 뿐만 아니라 바이어스 전원공급유닛은 막 형성에 필요한 전원을 공급할 수 있다. 그러므로, 소망하는 전원은 비교적 간단한 방법으로 공급할 수 있으며, 장치의 유지보수와 가동을 포함하여 막 형성에 따른 수율을 향상시키므로 전체 비용을 감소시킬 수 있다.
이온 도금 장치의 바이어스 전원공급유닛이 음의 바이어스를 형성하기 위한 직류 전원공급장치와 펄스 바이어스를 형성하기 위한 임펄스 트레인(impulse train) 전원공급장치를 포함하는 경우에, 이온 도금 장치는, 직류 전원공급장치와 기판 지지대 사이에 설치되어, 직류 전원공급장치의 출력을 기판 지지대에게 통과시키고, 임펄스 트레인 전원공급장치의 출력이 직류 전원공급장치에 입력되는 것을 방지하는 제2 저역 통과 필터와; 임펄스 트레인 전원공급장치와 기판 지지대 사이에 설치되어, 임펄스 트레인 전원공급장치의 출력을 기판 지지대에게 통과시키고, 직류 전원공급장치의 출력이 임펄스 트레인 전원공급장치에 입력되는 것을 방지하는 대역 통과 필터를 더 포함한다. 이러한 구성으로, 음의 바이어스를 형성하기 위한 직류 전원공급장치와 펄스 바이어스를 형성하기 위한 임펄스 트레인 전원공급장치는, 독립적으로 조절될 수 있고, 바이어스 전압을 보다 용이하게 조절할 수 있다.
이러한 이온 도금 장치는, 고주파 전원을 출력하는 고주파 전원공급유닛과; 고주파 전원공급유닛과 기판 지지대 사이에 설치되어, 고주파 전원공급유닛의 출력을 기판 지지대에게 통과시키고, 바이어스 전원공급유닛의 출력이 고주파 전원공급유닛에 입력되는 것을 방지하는 고역 통과 필터를 구비하며; 제2저역 통과 필터는 고주파 전원공급유닛의 출력이 직류 전원공급장치에 입력되는 것을 방지하게 적용되고, 대역 통과 필터는 고주파 전원공급유닛의 출력이 임펄스 트레인 전원공급장치에 입력되는 것을 방지하게 적용된다. 이와 같은 장치에 있어서, 바이어스 전압의 음의 바이어스와 펄스 바이어스의 독립적인 조절을 용이하게 수행할 수 있으며, 즉 막 형성을 위한 파라미터를 각기 독립적으로 조절할 수 있다. 또한, 소망하는 전원을 비교적 간단한 방법으로 조절할 수 있다.
또한, 본 발명의 이온 도금 장치는, 배기 가능한 진공 챔버와; 기판을 유지하기 위하여 진공 챔버 내에 위치하는 기판 지지대와; 기판 상에 형성되는 막의 물질을 플라즈마로 변환하고, 해당 플라즈마로부터 기판 상에 막을 증착함에 사용되는 전원을 기판 지지대를 통해 진공 챔버의 내부에 공급하는 전원공급유닛을 포함하며; 전원공급유닛은 소정의 출력시간 동안에 소정의 음의 전압값을 갖는 음의 바이어스 성분과, 소정의 시간동안 양의전압값을 갖는 펄스 출력에 대응하는 펄스 바이어스 성분으로 이루어진 바이어스 전압을, 1kHz 내지 1GHz 범위에서 설정된 사이클로, 출력하도록 적용되고; 또한 바이어스 전압의 음의 바이어스 성분에 대응한 파형과, 바이어스 전압의 펄스 바이어스 성분에 대응한 파형 및, 고주파 전원의 고주파에 대응한 파형을 합성하는 기능 발생기와; 기능 발생기에 의해 합성된 파형을 증폭하고 해당 증폭된 파형을 공급하는 선형 증폭기를 더 포함한다. 그러므로, 필터와 그 결과 필터의 조정은 불필요하게 된다. 또한, 바이어스 전압의 출력은 음의바이어스와 펄스 바이어스로 구성되고, 고주파의 출력을 단일로 관리할 수 있다. 결국, 양호하게 균형된 출력 조절을 용이하게 할 수 있다.
전원공급유닛이 고주파 전원을 출력하게 적용된 이온 도금 장치에서, 예비 플라즈마 형성 공정은, 진공 챔버를 6.7×10-3Pa 내지 6.7×10-1Pa 로 배기하고, 바이어스 전압은 소정 출력시간 동안 소정의 음 전압값을 갖는 음의 바이어스 성분과, 소정 시간 동안 양의 전압값을 갖는 펄스 출력에 대응하는 펄스 바이어스 성분으로 구성하되, 펄스 바이어스 성분은 음의 바이어스 성분의 절대값 보다 작은 절대값을 갖고, 1kHz 내지 1GHz 범위에서 설정된 사이클로 출력되어 예비 플라즈마를 발생하는 방식으로 수행되도록 적용되며; 막 형성 공정은, 막의 물질이 막 형성을 위한 플라즈마를 발생하게 증발할 수 있는 상태로 진공 챔버를 배기하고, 막 형성을 위한 플라즈마를 발생하도록 고주파 전원뿐만 아니라 바이어스 전압을 출력하는 방식으로 수행함으로써, 기판 상에 막을 형성한다.
전원공급유닛이 고주파 전원을 출력하는 이온 도금 장치에서, 예비 플라즈마를 발생하는 공정을 먼저 수행하고, 막 형성을 위한 플라즈마를 형성하는 공정을 수행하며, 고주파 전원과 함께 공급되는 바이어스 전압의 사이클은 기판 상에 막을 형성하는 공정에서 10kHz와 500kHz 사이에서 설정된다.
고주파 전원공급유닛을 갖지 않는 장치에서, 예비 플라즈마 형성 공정은, 진공 챔버를 6.7×10-3Pa 내지 6.7×10-1Pa 로 배기하고, 바이어스 전압은 소정 출력시간 동안 소정의 음의 전압값을 갖는 음의 바이어스 성분과, 소정 시간 동안 양의전압값을 갖는 펄스 출력에 대응하는 펄스 바이어스 성분으로 구성하되, 펄스 바이어스 성분은 음의 바이어스 성분의 절대값 보다 작은 절대값을 갖고, 1kHz 내지 1GHz 범위에서 설정된 사이클로 출력되어 예비 플라즈마를 발생하는 방식으로 수행되도록 적용되며; 막 형성 공정은, 막의 물질이 막 형성을 위한 플라즈마를 발생하게 증발할 수 있는 상태로 진공 챔버를 배기하고, 막 형성을 위한 플라즈마를 발생하도록 1MHz 내지 1GHz 범위에서 설정된 사이클로 바이어스 전압을 출력하는 방식으로 수행함으로써, 기판 상에 막을 형성한다.
기판을 유지하기 위한 기판 지지대와, 기판 상에 형성되는 막의 물질을 유지하기 위한 증발원이 위치한 진공 챔버를 진공 상태까지 배기하고, 기판 상에 막을 형성시키는 플라즈마를 발생하도록 기판 지지대를 통해 진공 챔버의 내부에 소정의 전원을 공급하는 이온 도금 방법을 제공하되; 이온 도금 방법은, 진공 챔버를 6.7×10-3Pa 내지 6.7×10-1Pa 로 배기하고, 소정 출력시간 동안 소정의 음의 전압값을 갖는 음의 바이어스 성분과, 소정 시간 동안 양의 전압값을 갖는 펄스 출력에 대응하는 펄스 바이어스 성분으로 구성된 바이어스 전압을 공급하고, 펄스 바이어스 성분은 음의 바이어스 성분의 절대값 보다 작은 절대값을 갖고, 1kHz 내지 1GHz 범위에서 설정된 사이클로 예비 플라즈마를 발생하는 단계와; 막의 물질이 막 형성을 위한 플라즈마를 발생하게 증발할 수 있는 상태로 진공 챔버를 배기하고, 막 형성을 위한 플라즈마를 발생하도록 고주파 전원뿐만 아니라 바이어스 전압을 공급하는 단계를 포함한다.
이 방법에서, 막 형성을 위한 플라즈마를 발생하는 단계에서 바이어스 전압의 사이클은 10kHz와 500kHz 사이에서 설정된다. 또한 이 방법에서, 예비 플라즈마 발생 단계 이후의 막 형성을 위한 플라즈마 발생 단계에서, 바이어스 전압은 1MHz 내지 1GHz 범위에서 설정된 사이클로 공급된다.
이상과 같은 본 발명의 목적, 구성 및 장점은 이 기술분야에 익숙한 자라면 첨부된 도면을 참조한 이후의 설명에 의하여 좀 더 명확하게 이해할 수 있을 것이다. 이하, 본 발명에 의한 이온 도금 장치 및 이온 도금 방법의 실시예를 첨부된 도면 도 1 내지 도 3을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1a는 본 발명의 실시예에 따른 이온 도금 장치(10)의 구성을 나타낸 구성도이다. 도 1a를 참조하면, 이온 도금 장치(10)는 진공 챔버(1)와 전원공급유닛(8)을 포함한다. 전원공급유닛(8)은 고주파(RF) 전원공급유닛(11)과 바이어스 전원공급유닛(12)을 포함한다.
막이 형성될 기판(5)을 지지하기 위한 기판 지지대(2)가 진공 챔버(1)의 상측부에 배치된다. 기판 지지대(2)는 도전성 물질로 만들어지고, 전원은 RF 전원공급유닛(11)과 바이어스 전원공급유닛(12)으로부터 기판 지지대(2)를 거쳐 진공 챔버(1)의 내부로 공급된다. 기판 지지대(2)는 모터(도시되지 않음)에 의해 회전 구동되기에 적합하다. 막은 기판 지지대(2)가 회전하는 동안 형성된다.
막을 형성할 물질을 보유하며 진공 챔버(1)의 내부 공간에서 상기 물질을 증발시키기 위한 증발원(3)이 진공 챔버(1)의 하측부에 배치된다. 증발원(3)으로는, 진공 챔버(1)의 내부 공간에서 상기 막의 물질을 증발시킬 수 있는 다양한 타입의증발원들이 사용될 수 있는데, 가열 전원공급장치를 사용함으로써 저항 가열에 의해 막의 물질을 증발시키는 증발원, 전자총을 사용함으로써 상기 물질을 가열하고 증발시키는 증발원, 스퍼터링에 의해 상기 물질을 증발시키는 증발원, 방전에 의해 상기 물질을 증발시키는 증발원 등을 포함한다.
진공 챔버(1)는 진공 펌프와 가스 공급 수단(도시되지 않음)과 같은 배기 수단을 사용함으로써 원하는 진공 상태로 배기될 수 있다. 특히, 이전 단계에서 주어진 가스를 사용함으로써 예비 플라즈마(preliminary plasma)가 생성되는 원하는 진공이나, 상기 막의 물질이 막 형성을 위한 플라즈마로 변화하는 원하는 진공을, 막 형성을 위한 일련의 스텝들의 각 공정들에 따라 설정함으로써 원하는 진공 상태를 얻는데 필요한 사항에 따라 자유로운 조절이 수행될 수 있다.
진공 챔버(1)는 도전성 물질로 만들어지고, 진공 챔버(1)의 벽은 전기적으로 접지된다.
RF 전원공급유닛(11)은 고주파 전원을 진공 챔버(1)의 내부로 공급할 수 있고 증발원(3)에 의해 증발된 상기 막의 물질을 플라즈마로 변화시킬 수 있다. RF 전원공급유닛(11)은, 고역 통과 필터(15)를 거쳐 기판 지지대(2)에 연결된 출력 단자와 전기적으로 접지된 출력 단자를 갖고 있다. RF 전원공급유닛(11)으로부터 출력된 RF 전원은 기판 지지대(2)에 인가된다.
RF 전원공급유닛(11)의 출력을 기판 지지대(2)로 통과시키고 바이어스 전원공급유닛(12)의 출력이 RF 전원공급유닛(11)으로 입력되는 것을 방지하기 위한 고역 통과 필터(15)가 RF 전원공급유닛(11)과 기판 지지대(2) 사이에 구비된다.
RF 전원공급유닛(11)의 출력 전원 값 또는 주파수에 있어서, 원하는 전원 값 또는 주파수는, 형성되어질 막의 물질의 타입과 같은 막 형성 조건에 따라 선택된다.
바이어스 전원공급유닛(12)은 파형 발생기(13)와 바이어스 전원공급장치(14)를 포함한다. 파형 발생기(13)는 바이어스 전원공급유닛(12)으로부터 출력될 바이어스 전압의 파형을 발생시키는 역할을 담당한다. 파형 발생기(13)는 일정한 값을 변함없이 갖는 직류(DC) 성분, 각 주파수의 교류(AC) 성분, 또는 구형파나 삼각파와 같은 다양한 파형을 기본 성분으로 발생시킬 수 있다. 또한, 파형 발생기(13)는 복수개의 기본 성분들을 기본 파형으로 합성할 수 있다. 바이어스 전원공급장치(14)는 파형 발생기(13)에 의해 발생된 기본 파형을 미리 지정된 값을 갖는 바이어스 전압으로 증폭하는 역할을 담당한다.
바이어스 전원공급장치(14)는, 저역 통과 필터(16)를 거쳐 기판 지지대(2)에 연결된 출력 단자와 전기적으로 접지된 출력 단자를 갖고 있다. 바이어스 전원공급장치(14)로부터 출력된 바이어스 전압이 기판 지지대(2)에 인가되고 이로써 바이어스가 진공 챔버(1)의 내부로 공급된다.
바이어스 전원공급장치(14)의 출력을 기판 지지대(2)로 통과시키고 RF 전원공급유닛(11)의 출력이 바이어스 전원공급유닛(12)으로 입력되는 것을 방지하기 위한 저역 통과 필터(16)는, 바이어스 전원공급장치(14)와 기판 지지대(2) 사이에 구비된다. 저역 통과 필터(16)는 제1저역 통과 필터에 해당한다.
다음에서는, 바이어스 전원공급유닛(12)으로부터 출력된 바이어스 전압을 설명한다. 도 1b는 바이어스 전압 파형의 예를 나타내고 있다. 도 1b에서 수평축은 시간(초)을 나타내고 수직축은 전압 값(V)을 나타낸다. 수평축 위쪽의 영역은 양(+)의 전압을 나타내고 수평축 아래의 영역은 음(-)의 전압을 나타낸다.
상기 바이어스 전압은, 도 1b에 도시된 바와 같이, 미리 지정된 시간(T1) 동안 일정한 음의 전압 값(-VB1)을 갖는 DC 전압에 해당하는 음의 바이어스 성분과 미리 지정된 시간(TW1) 동안 일정한 양의 전압 값(VP1)을 갖는 구형파 펄스에 해당하는 펄스 바이어스 성분으로 구성된다.
막의 형성에 있어서, 원하는 밀도와 기판에 대한 원하는 부착력을 갖는 막을 얻기 위해서는 음의 바이어스 성분의 전압 값(-VB1)과 출력시간(T1)이 음의 바이어스의 인가에 의해 플라즈마 상태의 이온들에게 가속도를 주도록 선택된다. 상기 전압 값(-VB1)은 -2000V 내지 0V의 범위에서 설정된다.
상기 펄스 바이어스 성분의 전압 값(VP1)과 펄스 폭(TW1)이 선택되는데, 이는 기판(5) 내의 물질, 기판(5) 상에 형성된 막 또는 플라즈마에 축적된 양의 전하들을 중성화하고 상기 플라즈마를 감소시키지 않는데 충분하다. 상기 전압 값(VP1)은 0V 내지 2000V의 범위에서 설정된다.
도 1b에 도시된 예에서는 바이어스 전압의 양의 펄스 폭(TW1)의 출력시간 대 사이클의 비율, 즉 (TW1/(TW1+ T1))은 40%이고, 음의 바이어스의 출력시간(T1) 대 사이클의 비율, 즉 (T1/(TW1+ T1))은 60%이다. 바이어스 전압의 펄스 폭(TW1) 대 사이클의 비율은 40% 이하인 것이 바람직하다. 이는 상기 비율이 40%보다 클 경우, 플라즈마가 감소되기도 하는데, 그 결과로서 막 형성의 낮은 효율을 가져오기 때문이다.
도 2는 바이어스 전압의 다른 파형의 예를 나타내고 있다. 도 2의 파형 역시 미리 지정된 시간(T2) 동안 음의 전압 값(-VB2)을 갖는 음의 바이어스 성분과 미리 지정된 시간(TW2) 동안 양의 전압 값(VP2)을 갖는 성분으로 구성된다. 도 2의 바이어스 전압은 일정한 음의 전압값을 갖는 DC 전압을 AC 전압에 추가함으로써 얻어진다.
상기 전압 값(-VB2)과 출력시간(T2)은 원하는 밀도와 기판에 대한 원하는 부착력을 갖는 막을 제공하기 위해 선택된다[전압 값(절대값) (VB2)은 시간(T2) 동안의 평균값이다].
상기한 양의 성분의 전압 값(VP2)과 시간(TW2)이 선택되는데, 이는 기판(5) 또는 그 인접 부분에 축적된 양의 전하들을 중성화하고 진공 챔버(1) 내의 플라즈마를 감소시키지 않도록 하기에 충분하다[전압 값(VP2)은 시간(TW2) 동안의 평균값이다.]
상기 절대값들(VB2, VP2)은 0V 내지 2000V의 범위에서 설정된다.
바람직하게는, 도 2의 바이어스 전압의 반복된 사이클은 1kHz와 1GHz 사이에서 설정된다. 1kHz 미만에서는 상기 펄스 바이어스가 인가되는 주파수가 낮기 때문에 기판(5)의 인접 부분에서 포획된 이온들의 전하들이 중성화되기 전에 브레이크다운(breakdown)을 일으키는 전장(electric field)이 형성되는 한편, 1GHz 보다 큰 경우에는 상기 펄스 바이어스가 인가될 시기의 조절이 어려워진다. 더욱 바람직하게는, 상기 바이어스 전압의 사이클은 10kHz와 500kHz 사이에서 설정된다.
상기한 이온 도금 장치(10)에서는 미리 지정된 음의 값을 갖는 음의 전압의 인가 결과로 플라즈마 상태의 이온들을 가속시킴으로써 기판(5) 상에 막이 형성될 수 있기 때문에 치밀하고 강한 부착성의 막을 형성하는 것이 가능하다. 이에 더하여, 기판(5) 상의 절연성 물질과 기판(5) 상에 형성된 상기 막과 같은 인접 부분 을 포함하는 물질이 있을 때 양의 전압값을 갖는 펄스 바이어스의 인가는 절연성 물질에 포획된 양의 전하들이 중성화되게 한다. 이로써, 방전의 발생이 방지될 수 있다. 그러므로, 기판(5) 상에 형성된 상기 막에 불순물을 혼합되는 것이 방지될 수 있고, 상기 막의 불균일한 구조가 회피될 수 있다. 또한, 상기 막, 상기 기판 또는 기타 부분에 대한 손상도 피할 수 있다.
다음에서는, 전원공급유닛의 또 다른 예를 도 3a와 도 3b를 참조하여 설명하기로 한다. 도 3a의 바이어스 전원공급유닛(22)은 음의 바이어스를 형성하기 위해 일정한 음의 DC 전압을 출력하기 위한 DC 전원공급장치(24)와, 펄스 바이어스를 형성하기 위해 일정한 양의 펄스 전압을 출력하기 위한 펄스 전원공급장치(23)를 포함한다. DC 전원공급장치(24)의 출력과 펄스 전원공급장치(23)의 출력은 바이어스 전압을 형성한다. 상기 바이어스 전압은 저역 통과 필터(21)를 거쳐 기판지지대(2)에 출력된다.
저역 통과 필터(21)는, DC 전원공급장치(24)와 펄스 전원공급장치(23)로부터의 출력을 기판(2)으로 통과시키고 RF 전원공급유닛(11)의 출력이 바이어스 전원공급유닛(22)으로 입력되는 것을 방지하는데 적합하다. 저역 통과 필터(21)는 제1저역 통과 필터에 해당한다.
상기 바이어스 전원공급유닛이 도 3a에 도시된 바와 같이 구성될 경우, 음의 바이어스를 형성하기 위한 DC 전원공급장치(24)와 펄스 바이어스를 형성하기 위한 펄스 전원공급장치(23)는 독립적으로 구비된다. 그러므로, 상기 음의 바이어스와 상기 펄스 바이어스는 독립적으로 조절하기가 용이하다.
도 3b는 바이어스 전원공급유닛의 또 다른 예를 나타내고 있다. 도 3b의 바이어스 전원공급유닛(26)은, 음의 바이어스를 형성하기 위해 일정한 음의 DC 전압을 출력하기 위한 DC 전원공급장치(27)와, 펄스 바이어스를 형성하기 위한 임펄스 트레인(impulse train) 전원공급장치(28)를 포함한다. DC 전원공급장치(27)의 출력이 저역 통과 필터(29)를 거쳐 기판 지지대(2)로 보내지고, 임펄스 트레인 전원공급장치(28)의 출력은 대역 통과 필터(30)를 거쳐 기판 지지대(2)에 보내어진다. 이들 출력들로부터 형성된 바이어스 전압이 기판 지지대(2)에 인가된다.
DC 전원공급장치(27)의 출력을 기판 지지대(2)로 통과시키고 RF 전원공급유닛(11)의 출력과 임펄스 트레인 전원공급장치(28)의 출력이 DC 전원공급장치(27)로 입력되는 것을 방지하기 위한 저역 통과 필터(29)가 DC 전원공급장치(27)와 기판 지지대(2) 사이에 구비된다. 저역 통과 필터(29)는 제2저역 통과 필터에 해당한다.
임펄스 트레인 전원공급장치(28)의 펄스 출력을 기판 지지대(2)로 통과시키고 RF 전원공급유닛(11)의 출력과 DC 전원공급장치(27)의 출력이 임펄스 트레인 전원공급장치(28)로 입력되는 것을 방지하기 위한 대역 통과 필터(30)가, 임펄스 트레인 전원공급장치(28)와 기판 지지대(2) 사이에 구비된다.
도 3b의 바이어스 전원공급유닛(26)에서, 음의 바이어스를 형성하기 위한 DC 전원공급장치(27)와 펄스 바이어스를 형성하기 위한 임펄스 트레인 전원공급장치(28)는 독립적이고, 이들 전원공급장치들(27, 28)로부터 기판 지지대(2)로의 출력에 연관된 필터들(29, 30) 또한 독립적이다. 그러므로, 바이어스 전압은 조절하기가 용이하다.
도 3c는 전원공급유닛의 또 다른 예를 나타내고 있다. 도 3c에 도시된 예에서, 전원공급유닛은, 선형 증폭기(31)와 기능 발생기(32)에 의해 구성된다. 기능 발생기(32)는, 선형 증폭기(31)에 의해 증폭되고 원하는 출력으로 기판 지지대(2)에 출력되는 합성된 파형을 발생하기 위해 RF 전원의 RF 파형, 바이어스 전압의 음의 바이어스 성분의 파형 및 바이어스 전압의 펄스 바이어스 성분의 파형을 합성하기에 적합하다.
상기 전원공급유닛이 도 3c에 도시된 바와 같이 구성될 경우, 상기 필터들을 구비하는 것이 필요하지 않기 때문에 상기 필터들의 조절이 불필요해진다. 그 뿐만 아니라, RF 출력, 바이어스 전압의 음의 바이어스의 출력 및 바이어스 전압의 펄스 바이어스의 출력이 하나로 관리될 수 있고 양호하게 균형이 맞추어진 출력을 위한 조절이 용이해진다.
상기 음의 바이어스 성분과 상기 펄스 바이어스 성분이 도 3a와 도 3b의 바이어스 전원공급유닛들(22, 26)처럼 독립적으로 출력될 경우, DC 전원공급장치(24, 27)의 출력들, 펄스 전원공급장치(23)의 출력 및 임펄스 트레인 전원공급장치(28)의 출력 중에서 조절이 이루어져서 이들 출력들을 합성함으로써 형성된 바이어스 전압이 미리 지정된 전압값을 갖는 음의 바이어스와 미리 지정된 전압값을 갖는 펄스 바이어스가 된다.
상기한 이온 도금 장치에는 제어기(도시되지 않음)가 구비된다. 상기 제어기의 제어 상태에서는 RF 전원공급유닛(11)이 미리 지정된 전원 또는 주파수로 구성된 RF 전원을 출력하고, 바이어스 전원공급유닛들(12, 22, 26)이 각각 미리 지정된 음의 바이어스 또는 펄스 바이어스를 출력하며, 기능 발생기(32)와 선형 증폭기(31)가 원하는 작동을 수행한다. 상기 제어기의 제어 상태에서는 진공 펌프와 가스 공급 수단과 같은 배기 수단 역시 진공 챔버(1)를 원하는 상태로 배기하기 위해 작동한다.
이하, 이온 도금 장치(10)를 이용하여 상기 막을 형성하기 위하여, 상기 이온 도금 장치(10)의 작동예들을 설명한다. 이하에 설명하는 예들에서는 상기 막을 형성할 물질로서 불화 마그네슘(MgF2) 즉, 절연성 물질이 사용되고, MgF2로 만들어진 막이 상기 기판 상에 형성된다.
(작동 예 1)
MgF2가 증발원(3) 상에 놓여지고 진공 챔버(1)가 닫혀진다. 이러한 상태에서 이온 도금 장치(1)의 작동이 시작한다. 이전 단계에서는 예비 플라즈마를 생성하기 위한 공정이 수행된다. 공정 가스로는 예를 들어 아르곤(Ar) 가스가 진공 챔버(1)를 6.7×10-3Pa(5×10-5Torr)∼6.7×10-1Pa(5×10-3Torr)의 진공으로 배기하기 위해 진공 챔버(1)로 유입된다. 상기 전원공급장치들 중에서 바이어스 전원공급유닛(12) 만이 작동하고, 상기 바이어스 전압이 방전 플라즈마를 생성하기 위해 인가된다. 이러한 경우에 바이어스 전원공급유닛(12)은 음의 바이어스 전압 값(절대값)보다 작은 양의 펄스 바이어스 전압 값(절대값)을 가지는 바이어스 전압을 1kHz∼1GHz의 사이클로 출력하는데 적합하다.
후속하여, 막 형성 플라즈마를 생성하기 위한 공정이 수행된다. RF 전원공급유닛(11)이 작동하고 RF 전원의 인가가 시작된다. RF 전원공급유닛(11)이 막 형성을 위한 원하는 밀도를 갖는 플라즈마를 생성하는데 충분한 전원을 출력한다. 그런 다음, 증발원(3)이 챔버(1) 내에서 MgF2를 증발시키기 위해 MgF2를 가열하고 진공 챔버(1)를 막 형성을 위한 원하는 진공으로 배기한다.
따라서, 우선, 상기 예비 플라즈마를 생성하기 위한 공정에서는 상기 플라즈마가 상기 펄스 바이어스를 사용함으로써 생성되고, 그 다음에 막 형성 플라즈마 생성 공정이 수행된다. 이는 RF 전원공급유닛(11)의 출력이 초기 단계에서 막 형성에 필요한 플라즈마를 생성하는데 충분하다면 방전이 일어날지도 모르기 때문이다. 반면에, 상기 예비 플라즈마를 생성하기 위한 공정이 먼저 수행되고 그 다음에 막형성을 위한 플라즈마를 생성하기 위한 공정으로 이행할 때 상기 방전의 발생이 억제될 수 있다.
상기 예비 플라즈마를 생성하기 위한 공정에서는 상기 펄스 바이어스를 사용하는 대신에 RF 전원공급유닛(11)의 출력과 진공 챔버(1)의 진공이 방전을 일으키지 않을 플라즈마를 생성하도록 설정될 수도 있다.
(작동 예 2)
MgF2가 증발원(3) 상에 놓여지고 진공 챔버(1)가 닫혀진다. 이러한 상태에서 이온 도금 장치(1)의 작동이 시작한다. 우선, 예비 플라즈마를 생성하기 위한 공정이 수행된다. 공정 가스로는 예를 들어 아르곤(Ar) 가스가 진공 챔버(1)를 6.7×10-3Pa(5×10-5Torr)∼6.7×10-1Pa(5×10-3Torr)의 진공으로 배기하기 위해 진공 챔버(1)로 유입된다. 전원공급장치들 중에서 바이어스 전원공급유닛(12) 만이 작동하고 상기 바이어스 전압이 방전 플라즈마를 생성하기 위해 인가된다. 이러한 경우에는 바이어스 전원공급유닛(12)이 음의 바이어스 전압 값(절대값)보다 작은 펄스 바이어스 전압 값(절대값)을 가지는 바이어스 전압을 1kHz∼1GHz의 사이클로 출력하는데 적합하다.
후속하여, 막 형성을 위한 플라즈마를 생성하기 위한 공정이 수행된다. 바이어스 전원공급유닛(12)이 상기 전압을 1MHz∼1GHz의 사이클로 출력한다. 그런 다음, 증발원(3)이 진공 챔버(1) 내에서 MgF2를 증발시키기 위해 MgF2를 가열하고 진공 챔버(1)가 막 형성에 필요한 원하는 진공 상태로 배기된다.
이러한 예처럼 RF 전원공급유닛(11)을 작동시키지 않은 채 바이어스 전원공급유닛(12)만이 막 형성을 위해 사용될 수도 있다. 상기한 이온 도금 장치(10)는 아르곤(Ar)과 같은 불활성 가스를 사용하는 방법, 상기 불활성 가스를 사용하지 않는 이온 도금 방법 및 반응 가스를 사용하는 이온 도금 방법과 같은 다양한 형태의 이온 도금 방법들을 적용할 수 있다.
본 발명에 따르면, 막의 조밀도와 부착성을 향상시키기 위하여 바이어스 전압을 사용하는 경우에 방전의 발생을 방지함으로써 불순물이 막에 혼합되는 것을 방지하여 기판과 막에 대한 손상을 방지할 수 있게 된다.
본 발명의 많은 변경과 대체 실시예들은 전술한 설명을 고려하여 볼 때 당업자들에게 자명하다. 따라서, 상기 설명은 단지 예시적인 것으로만 해석되어야 하고 본 발명의 최적 모드를 당업자에게 예시하기 위한 목적으로 제공된다. 본 발명의 구조 및 기능의 세부적인 사항은 본 발명의 기술적 사상 내에서 가변될 수 있고, 첨부된 청구범위의 영역 내에서 일어나는 모든 변경은 유보된다.

Claims (20)

  1. 배기 가능한 진공 챔버;
    상기 진공 챔버 내에 배치되며 기판을 지지하기 위한 기판 지지대; 및
    상기 기판 상에 형성될 막의 물질을 플라즈마로 변화시키고 상기 막을 상기 플라즈마로부터 상기 기판 상에 증착하기 위해 사용되는 전원을 상기 기판 지지대를 거쳐 상기 진공 챔버의 내부로 공급하는 전원공급유닛을 포함하는 이온 도금 장치에 있어서,
    상기 전원공급유닛은, 미리 지정된 출력시간 동안 미리 지정된 음의 전압값을 갖는 음의 바이어스 성분과 미리 지정된 시간 동안 양의 전압값을 갖는 펄스 출력에 해당하는 펄스 바이어스 성분으로 구성되는 바이어스 전압을 1kHz∼1GHz의 범위에서 설정되는 사이클로 출력하는 바이어스 전원공급유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 이온 도금 장치.
  2. 배기 가능한 진공 챔버;
    상기 진공 챔버 내에 배치되며 기판을 지지하기 위한 기판 지지대; 및
    상기 기판 상에 형성될 막 물질을 플라즈마로 변화시키고 상기 막을 상기 플라즈마로부터 상기 기판 상에 증착하기 위해 사용되는 전원을 상기 기판 지지대를 거쳐 상기 진공 챔버의 내부로 공급하는 전원공급유닛을 포함하는 이온 도금 장치에 있어서,
    상기 전원공급유닛은, 미리 지정된 출력시간 동안 미리 지정된 음의 전압값을 갖는 음의 바이어스 성분과 미리 지정된 시간 동안 양의 전압값을 갖는 펄스 출력에 해당하는 펄스 바이어스 성분으로 구성되는 바이어스 전압을 1kHz∼1GHz의 범위에서 설정되는 사이클로 출력하는 바이어스 전원공급유닛을 포함하고,
    상기 펄스 바이어스의 미리 지정된 시간 대 상기 바이어스 전압의 사이클의 비율이 40% 이하가 되는 것을 특징으로 하는 이온 도금 장치.
  3. 배기 가능한 진공 챔버;
    상기 진공 챔버 내에 배치되며 기판을 지지하기 위한 기판 지지대; 및
    상기 기판 상에 형성될 막 물질을 플라즈마로 변화시키고 상기 막을 상기 플라즈마로부터 상기 기판 상에 증착하기 위해 사용되는 전원을 상기 기판 지지대를 거쳐 상기 진공 챔버의 내부로 공급하는 전원공급유닛을 포함하는 이온 도금 장치에 있어서,
    상기 전원공급유닛은, 미리 지정된 출력시간 동안 미리 지정된 음의 전압값을 갖는 음의 바이어스 성분과 미리 지정된 시간 동안 양의 전압값을 갖는 펄스 출력에 해당하는 펄스 바이어스 성분으로 구성된 바이어스 전압을 1kHz∼1GHz의 범위에서 설정되는 사이클로 출력하는 바이어스 전원공급유닛을 포함하고,
    상기 펄스 바이어스의 펄스 출력은, 미리 지정된 시간 동안의 펄스 폭과 미리 지정된 전압값을 갖는 구형파인 것을 특징으로 하는 이온 도금 장치.
  4. 배기 가능한 진공 챔버;
    상기 진공 챔버 내에 배치되며 기판을 지지하기 위한 기판 지지대; 및
    상기 기판 상에 형성될 막 물질을 플라즈마로 변화시키고 상기 막을 상기 플라즈마로부터 상기 기판 상에 증착하기 위해 사용되는 전원을 상기 기판 지지대를 거쳐 상기 진공 챔버의 내부로 공급하는 전원공급유닛을 포함하는 이온 도금 장치에 있어서,
    상기 전원공급유닛은, 미리 지정된 출력시간 동안 미리 지정된 음의 전압값을 갖는 음의 바이어스 성분과 미리 지정된 시간 동안 양의 전압값을 갖는 펄스 출력에 해당하는 펄스 바이어스 성분으로 구성되는 바이어스 전압을 1kHz∼1GHz의 범위에서 설정되는 사이클로 출력하는 바이어스 전원공급유닛을 포함하며,
    상기 펄스 바이어스의 미리 지정된 시간 대 상기 바이어스 전압의 사이클의 비율은 40% 이하이며,
    상기 펄스 바이어스의 펄스 출력은 미리 지정된 시간 동안의 펄스 폭과 미리 지정된 전압값을 갖는 구형파인 것을 특징으로 하는 이온 도금 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 바이어스 전원공급유닛은,상기 바이어스 전압의 기본 파형을 발생하기 위한 파형 발생기와, 상기 파형 발생기로부터 출력된 상기 기본 파형에 기초한 일정한 값을 갖는 바이어스 전압을 발생하기 위한 바이어스 전원공급장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 이온 도금 장치.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 바이어스 전원공급유닛은, 음의 바이어스를 형성하기 위한 직류 전원공급장치와, 펄스 바이어스를 형성하기 위한 펄스 전원공급장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 이온 도금 장치.
  7. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 바이어스 전원공급유닛은, 바이어스 전압의 기본 파형을 발생하기 위한 파형 발생기와, 상기 파형 발생기로부터 출력된 상기 기본 파형에 기초한 일정한 값을 갖는 바이어스 전압을 발생하기 위한 바이어스 전원공급장치를 포함하며;
    고주파 전원을 출력하기 위한 고주파 전원공급유닛,
    상기 고주파 전원공급유닛과 상기 기판 지지대 사이에 배치되며 상기 고주파 전원공급유닛의 출력을 상기 기판 지지대로 통과시키고 상기 바이어스 전원공급유닛의 출력이 상기 고주파 전원공급유닛으로 입력되는 것을 방지하기 위한 고역 통과 필터, 및
    상기 바이어스 전원공급유닛과 상기 기판 지지대 사이에 배치되며 상기 바이어스 전원공급유닛의 출력을 상기 기판 지지대로 통과시키고 상기 고주파 전원공급유닛의 출력이 상기 바이어스 전원공급유닛으로 입력되는 것을 방지하기 위한 제1저역 통과 필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이온 도금 장치.
  8. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 바이어스 전원공급유닛은, 음의 바이어스를 형성하기 위한 직류 전원공급장치와, 펄스 바이어스를 형성하기 위한 임펄스 트레인 전원공급장치를 포함하고;
    상기 직류 전원공급장치와 상기 기판 지지대 사이에 배치되며 상기 직류 전원공급장치의 출력을 상기 기판 지지대로 통과시키고 상기 임펄스 트레인 전원공급 장치의 출력이 상기 직류 전원공급장치로 입력되는 것을 방지하기 위한 제2저역 통과 필터, 및
    상기 임펄스 트레인 전원공급장치와 상기 기판 지지대 사이에 배치되며 상기 임펄스 트레인 전원공급장치의 출력을 상기 기판 지지대로 통과시키고 상기 직류 전원공급장치의 출력이 상기 임펄스 트레인 전원공급장치로 입력되는 것을 방지하기 위한 대역 통과 필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이온 도금 장치.
  9. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 바이어스 전원공급유닛은, 음의 바이어스를 형성하기 위한 직류 전원공급장치와, 펄스 바이어스를 형성하기위한 펄스 전원공급장치를 포함하며;
    고주파 전원을 출력하기 위한 고주파 전원공급유닛,
    상기 고주파 전원공급유닛과 상기 기판 지지대 사이에 배치되며 상기 고주파 전원공급유닛의 출력을 상기 기판 지지대로 통과시키고 상기 바이어스 전원공급유닛의 출력이 상기 고주파 전원공급유닛으로 입력되는 것을 방지하기 위한 고역 통과 필터, 및
    상기 바이어스 전원공급유닛과 상기 기판 지지대 사이에 배치되며 상기 바이어스 전원공급유닛의 출력을 상기 기판 지지대로 통과시키고 상기 고주파 전원공급유닛의 출력이 상기 바이어스 전원공급유닛으로 입력되는 것을 방지하기 위한 제1저역 통과 필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이온 도금 장치.
  10. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 바이어스 전원공급유닛은, 음의 바이어스를 형성하기 위한 직류 전원공급장치와, 펄스 바이어스를 형성하기 위한 임펄스 트레인 전원공급장치를 포함하고;
    상기 직류 전원공급장치와 상기 기판 지지대 사이에 배치되며 상기 직류 전원공급장치의 출력을 상기 기판 지지대로 통과시키고 상기 임펄스 트레인 전원공급 장치의 출력이 상기 직류 전원공급장치로 입력되는 것을 방지하기 위한 제2저역 통과 필터,
    상기 임펄스 트레인 전원공급장치와 상기 기판 지지대 사이에 배치되며 상기임펄스 트레인 전원공급장치의 출력을 상기 기판 지지대로 통과시키고 상기 직류 전원공급장치의 출력이 상기 임펄스 트레인 전원공급장치로 입력되는 것을 방지하기 위한 대역 통과 필터,
    고주파 전원을 출력하기 위한 고주파 전원공급유닛, 및
    상기 고주파 전원공급유닛과 상기 기판 지지대 사이에 배치되며 상기 고주파 전원공급유닛의 출력을 상기 기판 지지대로 통과시키고 상기 바이어스 전원공급유닛의 출력이 상기 고주파 전원공급유닛으로 입력되는 것을 방지하기 위한 고역 통과 필터를 더 포함하며;
    상기 제2저역 통과 필터는, 상기 고주파 전원공급유닛의 출력이 상기 직류 전원공급장치로 입력되는 것을 방지하고,
    상기 대역 통과 필터는, 상기 고주파 전원공급유닛의 출력이 상기 임펄스 트레인 전원공급장치로 입력되는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 이온 도금 장치.
  11. 배기 가능한 진공 챔버;
    상기 진공 챔버 내에 배치되며 기판을 지지하기 위한 기판 지지대; 및
    상기 기판 상에 형성될 막 물질을 플라즈마로 변화시키고 상기 막을 상기 플라즈마로부터 상기 기판 상에 증착하기 위해 사용되는 전원을 상기 기판 지지대를 거쳐 상기 진공 챔버의 내부로 공급하는 전원공급유닛을 포함하는 이온 도금 장치에 있어서,
    상기 전원공급유닛은, 고주파 전원을 출력하고, 미리 지정된 출력시간 동안 미리 지정된 음의 전압값을 갖는 음의 바이어스 성분과 미리 지정된 시간 동안 양의 전압값을 갖는 펄스 출력에 해당하는 펄스 바이어스 성분으로 구성되는 바이어스 전압을 1kHz∼1GHz의 범위에서 설정된 사이클로 출력하며;
    상기 바이어스 전압의 음의 바이어스 성분에 해당하는 파형, 상기 바이어스 전압의 펄스 바이어스 성분에 해당하는 파형 및 상기 고주파 전원의 고주파에 해당하는 파형을 합성하기 위한 기능 발생기 및
    상기 기능 발생기에 의해 합성된 상기 파형을 증폭하고 상기 증폭된 파형을 공급하기 위한 선형 증폭기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이온 도금 장치.
  12. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 바이어스 전원공급유닛은, 상기 바이어스 전압의 기본 파형을 발생하기 위한 파형 발생기와, 상기 파형 발생기로부터 출력된 상기 기본 파형에 기초한 일정한 값을 갖는 상기 바이어스 전압을 발생하기 위한 바이어스 전원공급장치를 포함하며;
    고주파 전원을 출력하기 위한 고주파 전원공급유닛,
    상기 고주파 전원공급유닛과 상기 기판 지지대 사이에 배치되며 상기 고주파 전원공급유닛의 출력을 상기 기판 지지대로 통과시키고 상기 바이어스 전원공급유닛의 출력이 상기 고주파 전원공급유닛으로 입력되는 것을 방지하기 위한 고역 통과 필터, 및
    상기 바이어스 전원공급유닛과 상기 기판 지지대 사이에 배치되며 상기 바이어스 전원공급유닛의 출력을 상기 기판 지지대로 통과시키고 상기 고주파 전원공급유닛의 출력이 상기 바이어스 전원공급유닛으로 입력되는 것을 방지하기 위한 제1저역 통과 필터를 더 포함하며;
    상기 진공 챔버가 소정 압력의 진공상태로 배기되고 상기 펄스 바이어스 성분의 절대값이 상기 음의 바이어스 성분의 절대값보다 작은 바이어스 전압이 예비 플라즈마를 생성하기 위해 1kHz∼1GHz의 범위에서 설정된 사이클로 출력되는 방식으로 예비 플라즈마 형성 공정이 이루어지고,
    상기 진공 챔버가 상기 막 물질이 막 형성을 위한 플라즈마를 생성하기 위해 증발될 수 있는 상태로 배기되고 상기 고주파 전원과 아울러 상기 바이어스 전원이 막 형성을 위한 플라즈마를 생성하기 위해 출력됨으로써 상기 기판 상에 상기 막을 형성하는 방식으로 막 형성 공정이 이루어지는 것을 특징으로 하는 이온 도금 장치.
  13. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 바이어스 전원공급유닛은, 음의 바이어스를 형성하기 위한 직류 전원공급장치와, 펄스 바이어스를 형성하기 위한 펄스 전원공급장치를 포함하며;
    고주파 전원을 출력하기 위한 고주파 전원공급유닛,
    상기 고주파 전원공급유닛과 상기 기판 지지대 사이에 배치되며 상기 고주파 전원공급유닛의 출력을 상기 기판 지지대로 통과시키고 상기 바이어스 전원공급유닛의 출력이 상기 고주파 전원공급유닛으로 입력되는 것을 방지하기 위한 고역 통과 필터, 및
    상기 바이어스 전원공급유닛과 상기 기판 지지대 사이에 배치되며 상기 바이어스 전원공급유닛의 출력을 상기 기판 지지대로 통과시키고 상기 고주파 전원공급유닛의 출력이 상기 바이어스 전원공급유닛으로 입력되는 것을 방지하기 위한 제1저역 통과 필터를 더 포함하며;
    상기 진공 챔버가 소정 압력의 진공상태로 배기되고 상기 펄스 바이어스 성분의 절대값이 상기 음의 바이어스 성분의 절대값보다 작은 바이어스 전압이 예비 플라즈마를 생성하기 위해 1kHz∼1GHz의 범위에서 설정된 사이클로 출력되는 방식으로 예비 플라즈마 형성 공정이 이루어지고,
    상기 진공 챔버가 상기 막 물질이 막 형성을 위한 플라즈마를 생성하기 위해 증발될 수 있는 상태로 배기되고 상기 고주파 전원과 아울러 상기 바이어스 전원이 막 형성을 위한 플라즈마를 생성하기 위해 출력됨으로써 상기 기판 상에 상기 막을 형성하는 방식으로 막 형성 공정이 이루어지는 것을 특징으로 하는 이온 도금 장치.
  14. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 바이어스 전원공급유닛은, 음의 바이어스를 형성하기 위한 직류 전원공급장치와, 펄스 바이어스를 형성하기 위한 임펄스 트레인 전원공급장치를 포함하고;
    상기 직류 전원공급장치와 상기 기판 지지대 사이에 배치되며 상기 직류 전원공급장치의 출력을 상기 기판 지지대로 통과시키고 상기 임펄스 트레인 전원공급 장치의 출력이 상기 직류 전원공급장치로 입력되는 것을 방지하기 위한 제2저역 통과 필터,
    상기 임펄스 트레인 전원공급장치와 상기 기판 지지대 사이에 배치되며 상기 임펄스 트레인 전원공급장치의 출력을 상기 기판 지지대로 통과시키고 상기 직류 전원공급장치의 출력이 상기 임펄스 트레인 전원공급장치로 입력되는 것을 방지하기 위한 대역 통과 필터,
    고주파 전원을 출력하기 위한 고주파 전원공급유닛, 및
    상기 고주파 전원공급유닛과 상기 기판 지지대 사이에 배치되며 상기 고주파 전원공급유닛의 출력을 상기 기판 지지대로 통과시키고 상기 바이어스 전원공급유닛의 출력이 상기 고주파 전원공급유닛으로 입력되는 것을 방지하기 위한 고역 통과 필터를 더 포함하며;
    상기 제2저역 통과 필터는 상기 고주파 전원공급유닛의 출력이 상기 직류 전원공급장치로 입력되는 것을 방지하고,
    상기 대역 통과 필터는 상기 고주파 전원공급유닛의 출력이 상기 임펄스 트레인 전원공급장치로 입력되는 것을 방지하고,
    상기 진공 챔버가 소정 압력의 진공상태로 배기되고 상기 펄스 바이어스 성분의 절대값이 상기 음의 바이어스 성분의 절대값보다 작은 바이어스 전압이 예비 플라즈마를 생성하기 위해 1kHz∼1GHz의 범위에서 설정된 사이클로 출력되는 방식으로 예비 플라즈마 형성 공정이 이루어지고,
    상기 진공 챔버가 상기 막 물질이 막 형성을 위한 플라즈마를 생성하기 위해 증발될 수 있는 상태로 배기되고 상기 고주파 전원과 아울러 상기 바이어스 전원이 막 형성을 위한 플라즈마를 생성하기 위해 출력됨으로써 상기 기판 상에 상기 막을 형성하는 방식으로 막 형성 공정이 이루어지는 것을 특징으로 하는 이온 도금 장치.
  15. 배기 가능한 진공 챔버;
    상기 진공 챔버 내에 배치되며 기판을 지지하기 위한 기판 지지대; 및
    상기 기판 상에 형성될 막 물질을 플라즈마로 변화시키고 상기 막을 상기 플라즈마로부터 상기 기판 상에 증착하기 위해 사용되는 전원을 상기 기판 지지대를 거쳐 상기 진공 챔버의 내부로 공급하는 전원공급유닛을 포함하는 이온 도금 장치에 있어서,
    상기 전원공급유닛은, 고주파 전원을 출력하고, 미리 지정된 출력시간 동안 미리 지정된 음의 전압값을 갖는 음의 바이어스 성분과 미리 지정된 시간 동안 양의 전압값을 갖는 펄스 출력에 해당하는 펄스 바이어스 성분으로 구성되는 바이어스 전압을 1kHz∼1GHz의 범위에서 설정된 사이클로 출력하며;
    상기 바이어스 전압의 음의 바이어스 성분에 해당하는 파형, 상기 바이어스 전압의 펄스 바이어스 성분에 해당하는 파형 및 상기 고주파 전원의 고주파에 해당하는 파형을 합성하기 위한 기능 발생기, 및
    상기 기능 발생기에 의해 합성된 상기 파형을 증폭하고 상기 증폭된 파형을 공급하기 위한 선형 증폭기를 더 포함하며;
    상기 진공 챔버가 소정 압력의 진공상태로 배기되고 상기 펄스 바이어스 성분의 절대값이 상기 음의 바이어스 성분의 절대값보다 작은 바이어스 전압이 예비 플라즈마를 생성하기 위해 1kHz∼1GHz의 범위에서 설정된 사이클로 출력되는 방식으로 예비 플라즈마 형성 공정이 이루어지고,
    상기 진공 챔버가 상기 막 물질이 막 형성을 위한 플라즈마를 생성하기 위해 증발될 수 있는 상태로 배기되고 상기 고주파 전원과 아울러 상기 바이어스 전원이 막 형성을 위한 플라즈마를 생성하기 위해 출력됨으로써 상기 기판 상에 상기 막을 형성하는 방식으로 막 형성 공정이 이루어지는 것을 특징으로 하는 이온 도금 장치.
  16. 제15항에 있어서, 상기 기판 상에 상기 막의 형성하는데 상기 고주파 전원과함께 인가된 상기 바이어스 전압의 사이클은 10kHz∼500kHz 사이에서 설정되는 것을 특징으로 하는 이온 도금 장치.
  17. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 진공 챔버가 소정 압력의 진공상태로 배기되고 상기 펄스 바이어스 성분의 절대값이 상기 음의 바이어스 성분의 절대값보다 작은 바이어스 전압이 예비 플라즈마를 생성하기 위해 1kHz∼1GHz의 범위에서 설정된 사이클로 출력되는 방식으로 예비 플라즈마 형성 공정이 이루어지고,
    상기 진공 챔버가 상기 막 물질이 막 형성을 위한 플라즈마를 생성하기 위해 증발될 수 있는 상태로 배기되고 상기 고주파 전원과 아울러 상기 바이어스 전원이 막 형성을 위한 플라즈마를 생성하기 위해 1MHz∼1GHz의 범위에서 설정된 사이클로 출력됨으로써 상기 기판 상에 상기 막을 형성하는 방식으로 막 형성 공정이 이루어지는 것을 특징으로 하는 이온 도금 장치.
  18. 기판을 지지하기 위한 기판 지지대와 상기 기판 상에 형성될 막 물질을 지지하기 위한 증발원이 배치된 진공 챔버가 진공상태로 배기되고, 상기 막이 상기 기판 상에 형성되는 플라즈마를 생성하기 위해 미리 지정된 전원이 상기 기판 지지대를 거쳐 상기 진공 챔버의 내부로 공급되는 이온 도금 방법에 있어서,
    상기 진공 챔버를 소정 압력의 진공상태로 배기하고 미리 지정된 출력시간 동안 미리 지정된 음의 전압값을 갖는 음의 바이어스 성분과, 미리 지정된 시간 동안 양의 전압값을 갖는 펄스 출력에 해당하며 상기 음의 바이어스 성분의 절대값보다 작은 절대값을 갖는 펄스 바이어스 성분으로 구성된 바이어스 전압을, 예비 플라즈마를 생성하기 위해 1kHz∼1GHz의 범위에서 설정된 사이클로 인가하는 단계; 및
    막 형성을 위한 플라즈마를 생성하기 위해 상기 막 물질이 증발될 수 있는 상태로 상기 진공 챔버를 배기하고, 막 형성을 위한 플라즈마를 생성하기 위해 고주파 전원과 함께 바이어스 전압을 인가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이온 도금 방법.
  19. 제18항에 있어서, 막 형성을 위한 상기 플라즈마를 생성하는 단계에서, 상기 바이어스 전압의 사이클은 10kHz∼ 500kHz 사이에서 설정되는 것을 특징으로 하는 이온 도금 방법.
  20. 기판을 지지하기 위한 기판 지지대와 상기 기판 상에 형성될 막 물질을 지지하기 위한 증발원이 배치된 진공 챔버가 진공상태로 배기되고, 상기 막이 상기 기판 상에 형성되는 플라즈마를 생성하기 위해 미리 지정된 전원이 상기 기판 지지대를 거쳐 상기 진공 챔버의 내부로 공급되는 이온 도금 방법에 있어서,
    상기 진공 챔버를 소정 압력의 진공상태로 배기하고 미리 지정된 출력시간 동안 미리 지정된 음의 전압값을 갖는 음의 바이어스 성분과, 미리 지정된 시간 동안 양의 전압값을 갖는 펄스 출력에 해당하며 상기 음의 바이어스 성분의 절대값보다 작은 절대값을 갖는 펄스 바이어스 성분으로 구성된 바이어스 전압을 예비 플라즈마를 생성하기 위해 1kHz∼1GHz의 범위에서 설정된 사이클로 인가하는 단계; 및
    막 형성을 위한 플라즈마를 생성하기 위해 상기 막 물질이 증발될 수 있는 상태로 상기 진공 챔버를 배기하고 막 형성을 위한 플라즈마를 생성하기 위해 바이어스 전압을 1MHz∼1GHz의 범위에서 설정된 사이클로 인가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이온 도금 방법.
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