KR100568131B1 - A target device - Google Patents
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Abstract
본 발명은 마그네트에 대해 타겟을 회전시킴으로써 이의 교체 주기를 연장시켜 생산비를 절감시킬 수 있고, 부가적으로 타겟을 다수 영역으로 구획하여 이 구획된 영역에 여러 가지의 물질을 장착함으로써 기판상에 다층막을 증착 코팅할 수 있으며, 스퍼터링시 플라즈마 열이 누적되지 않도록 함으로써 열에 취약한 기판을 아주 탄력적으로 사용할 수 있도록 한 마그네트론 스퍼터링 타겟장치를 제공하는 것을 그 목적으로 하며,The present invention can reduce the production cost by extending the replacement cycle by rotating the target relative to the magnet, and additionally partitioning the target into multiple regions to mount various materials on the divided regions to form a multilayer film on the substrate. It is an object of the present invention to provide a magnetron sputtering target device capable of deposit coating and preventing the accumulation of plasma heat during sputtering so that a substrate that is susceptible to heat can be used very flexibly.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 전방부가 개구됨과 아울러 후방부에 폐쇄벽이 형성되어 공간부가 형성되도록 사방으로 둘러싸여진 측벽과, 상기 측벽의 전방부의 테두리에 증착 기판이 구비된 진공챔버의 입구에 착탈 가능하게 기밀 결합되도록 형성되는 플랜지부로 된 하우징과; 상기 측벽의 공간부내에 배치되어 양단이 상기 측벽을 관통하는 한쌍의 지지축을 매개로 설치되며, 자석이 길이 방향으로 일부가 노출되도록 매몰 설치된 일정한 길이의 지지부재와; 상기 지지부재의 외면과 일정 간극을 유지한 채로 이를 감싸며, 상기 지지부재에 대해 회전 가능하게 설치되는 통체 형상의 회전부재와; 상기 회전부재의 외면에 설치되는 소정 재질의 타겟부재와; 상기 회전부재에 연결되어 상기 회전부재가 회전구동되도록 하는 회전부재 구동수단과; 상기 자석에 고전압을 공급하여 상기 타겟부재로부터 원자가 방출되도록 상기 하우징의 외측에 고정 설치되는 고전압 공급수단과; 상기 하우징의 공간부내로 반응가스가 주입되도록 반응가스 주입구를 포함하는 것을 특징 으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a vacuum chamber in which a front side is opened and a closed wall is formed at a rear side, and a side wall is enclosed in all directions so that a space is formed, and a deposition substrate is provided at an edge of the front portion of the side wall. A housing having a flange portion formed to be detachably hermetically coupled to an inlet of the housing; A support member having a predetermined length disposed in the space portion of the side wall and installed through a pair of support shafts whose both ends penetrate the side wall, and in which a magnet is partially embedded in the longitudinal direction; A cylindrical member rotating around the support member while maintaining the gap with the outer surface of the support member and rotatably installed with respect to the support member; A target member of a predetermined material installed on an outer surface of the rotating member; Rotating member driving means connected to the rotating member to allow the rotating member to be driven to rotate; High voltage supply means fixed to an outer side of the housing to supply a high voltage to the magnet to release atoms from the target member; React gas injection port so that the reaction gas is injected into the space portion of the housing.
마그네트론, 스퍼터링, 자석, 타겟, 회전, 기판Magnetron, Sputtering, Magnet, Target
Description
도 1은 본 발명에 의한 타겟장치의 하우징이 진공챔버에 설치된 상태를 개략적으로 나타낸 단면도.1 is a cross-sectional view schematically showing a state in which a housing of a target device according to the present invention is installed in a vacuum chamber.
도 2는 본 발명에 의한 타겟장치의 전체 구성을 나타낸 도면.2 is a view showing the overall configuration of a target device according to the present invention.
도 3은 도 2에 도시된 지시선 "A"부의 확대도.3 is an enlarged view of a leader line "A" shown in FIG. 2;
도 4는 도 2에 도시된 지시선 "B"부의 확대도.4 is an enlarged view of a leader line "B" shown in FIG. 2;
도 5는 본 발명에 의한 타겟장치의 구성중 지지부재와 회전부재 및 타겟부재 및 자석의 배치 상태를 나타낸 종단면도.Figure 5 is a longitudinal cross-sectional view showing the arrangement of the support member and the rotating member and the target member and the magnet of the configuration of the target device according to the present invention.
도 6은 본 발명에 의한 타겟장치의 구성중 회전부재의 외관을 도시한 사시도.Figure 6 is a perspective view showing the appearance of the rotating member of the configuration of the target device according to the present invention.
도 7은 본 발명에 의한 타겟장치의 구성중 지지부재에 자석이 설치된 상태를 나타낸 사시도.7 is a perspective view showing a state in which a magnet is installed on the support member of the configuration of the target device according to the present invention.
도 8(a)(b)는 본 발명에 의한 타겟장치의 구성중 개폐판의 동작 상태를 나타낸 단면도.Figure 8 (a) (b) is a cross-sectional view showing the operating state of the opening and closing plate of the configuration of the target device according to the present invention.
도 9는 본 발명에 의한 타겟장치의 구성중 타겟부재의 다른 실시예를 나타낸 단면도.Figure 9 is a cross-sectional view showing another embodiment of the target member of the configuration of the target device according to the present invention.
도 10은 본 발명에 의한 타겟장치의 구성중 하우징에 형성된 냉각수 이동통 로만을 나타낸 단면도.Figure 10 is a cross-sectional view showing only the cooling water movement passage formed in the housing of the configuration of the target device according to the present invention.
도 11은 도 10에 도시된 하우징의 외관을 도시한 사시도.FIG. 11 is a perspective view showing the appearance of the housing shown in FIG. 10; FIG.
도 12 및 도 13은 본 발명에 의한 타겟장치의 구성중 관찰창 개폐판을 구동시키는 구성 및 이의 작동 상태를 나타낸 일부 사시도.12 and 13 is a partial perspective view showing the configuration and operating state of the observation window opening and closing plate of the configuration of the target device according to the present invention.
도 14는 본 발명에 의한 타겟장치의 구성중 반응가스 주입구에 대한 구성을 나타낸 하우징의 외관 사시도.Figure 14 is an external perspective view of the housing showing the configuration of the reaction gas inlet of the configuration of the target device according to the present invention.
도 15는 도 14의 종단면도.15 is a longitudinal cross-sectional view of FIG. 14;
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>
50 : 진공챔버 51 : 입구50: vacuum chamber 51: inlet
52 : 증착 기판 100 : 하우징52: deposition substrate 100: housing
110 : 측벽 S : 공간부110: side wall S: space part
111 : 전방부 112 : 플랜지부111: front 112: flange
116 : 관찰창 117 : 관찰창 개폐판116: observation window 117: observation window opening and closing plate
118 : 힌지축 119 : 조작 손잡이118: hinge axis 119: operation knob
120 : 폐쇄벽 200 : 지지부재120: closed wall 200: support member
210 : 지지축 220 : 자석210: support shaft 220: magnet
300 : 회전부재 115, 310 : 냉각수 이동통로300: rotating
400 : 타겟부재 500 : 회전부재 구동수단400: target member 500: rotating member driving means
510 : 구동 모터 520 : 구동기어510: drive motor 520: drive gear
530 : 종동기어 540 : 중공 회전축530: driven gear 540: hollow rotating shaft
540 : 개폐판 550 : 개폐판 구동수단540: opening and closing plate 550: opening and closing plate driving means
551 : 유압 모터 552 : 모터축551: hydraulic motor 552: motor shaft
553 : 구동기어 554 : 종동기어553: drive gear 554: driven gear
555 : 연결부재 600 : 고전압 공급수단555: connecting member 600: high voltage supply means
700 : 반응가스 주입구 800 : 어셈블리700: reaction gas inlet 800: assembly
본 발명은 마그네트론 스퍼터링 타겟장치에 과한 것으로, 더욱 상세하게는 마그네트에 대해 타겟을 회전시킴으로써 이의 교체 주기를 연장시켜 생산비를 절감시킬 수 있고, 부가적으로 타겟을 다수 영역으로 구획하여 이 구획된 영역에 여러 가지의 물질을 장착함으로써 기판상에 다층막을 증착 코팅할 수 있으며, 스퍼터링시 플라즈마 열이 누적되지 않도록 함으로써 열에 취약한 기판을 아주 탄력적으로 사용할 수 있도록 한 마그네트론 스퍼터링 타겟장치에 관한 것이다.The present invention is directed to a magnetron sputtering target device, and more particularly, by rotating the target relative to the magnet, it is possible to reduce the production cost by extending its replacement cycle, and additionally divide the target into a plurality of areas in this partitioned area. The present invention relates to a magnetron sputtering target device capable of depositing and coating a multilayer film on a substrate by attaching various materials, and making it possible to use a substrate that is susceptible to heat by preventing the accumulation of plasma heat during sputtering.
일반적으로 스퍼터링에 의한 박막 형성방법은 상기 스퍼터링에 의한 박막 형성방법으로는 다이오드 스퍼터링 방법, 바이어스 스퍼터링 방법, 고주파스퍼터링 방법, 트라이오드 스퍼터링 방법, 마그네트론 스퍼터링 방법등이 있다.In general, a thin film forming method by sputtering includes a diode sputtering method, a bias sputtering method, a high frequency sputtering method, a triode sputtering method, a magnetron sputtering method, and the like.
상기 나열한 방법중 마그네트론 스퍼터링 방법이 가장 많이 사용되고 있는데, 이 방법은 평판 타겟 뒷면에 마그네트가 고정 장착되어 스퍼터링시 마그네트가 있는 평판 타겟부위가 다른 부위보다 고밀도의 플라즈마가 형성된 진공챔버내에 형 성하고자 하는 박막재료로 이루어진 평판 타겟을 놓고, 이 타겟에 대응되는 위치에 기판을 배치한 후, 아르곤 가스를 주입하면 진공챔버내에 형성된 플라즈마에 의해 이온화된 아르곤 입자등의 충돌입자가 음으로 대전된 타겟면에 충돌되어 그 에너지에 의해 타겟입자가 튀어나와 기판상에 증착되도록 한 것이다.Among the methods listed above, the magnetron sputtering method is the most widely used, and this method is a thin film to be formed in a vacuum chamber in which a magnet is fixedly mounted on the back surface of a flat plate target, and a plate target portion with a magnet is formed at a higher density than other parts during sputtering. Placing a flat plate target made of a material, placing the substrate at a position corresponding to the target, and injecting argon gas, collision particles such as argon particles ionized by plasma formed in the vacuum chamber collide with the negatively charged target surface. As a result, the target particles stick out by the energy and are deposited on the substrate.
상기 마그네트론 스퍼터링 방법의 경우 평판 타겟 뒷면에 마그네트가 장착되어 스퍼터링시 마그네트가 있는 평판 타겟부위가 다른 부위보다 고밀도의 플라즈마가 형성되는 관계로 더 많은 타겟 원자가 방출되어 박막 증착 속도를 향상시킬 수 있는 장점이 있다.In the case of the magnetron sputtering method, a magnet is mounted on the back surface of the flat plate target, and thus, when sputtering, a plate target portion having a magnet is formed at a higher density than other portions, so that more target atoms are released to improve the thin film deposition rate. have.
그러나, 이와 같은 장점과는 달리 상기 평판 타겟이 마그네트에 장착된 고정 설치된 상태에서 고정되어 있기 때문에 스퍼터링이 진행될수록 특정 부위(자장이 형성되는 부분)에 대한 평판 타겟 침식속도가 빨라 전체적으로 타겟의 사용 효율이 떨어짐은 물론 기판상에 형성되는 박막두께의 불균일성을 초래하여 박막 특성에 지대한 악역향을 끼치게 된다.However, unlike the above advantages, since the plate target is fixed in a fixed installation state mounted on the magnet, as the sputtering proceeds, the plate target erosion rate for a specific part (field in which the magnetic field is formed) is faster, so that the overall use efficiency of the target is increased. This fall, of course, causes unevenness of the thin film thickness formed on the substrate, which has a great adverse effect on the thin film properties.
따라서, 자장이 형성되는 부분의 타겟이 집중적으로 침식되고 나머지 부분은 그대로 있는 상황에서도 어쩔수 없이 평판 타겟이 모두 소모되기 전에 타겟 뿐만 아니라 타겟이 부착된 고가의 장비 전체를 교환해주어야 하는 단점이 있고, 이로 인해 생산비가 많이 소요되는 등의 경제적인 손실이 있었다.Therefore, even in the situation where the target of the magnetic field is intensively eroded and the remainder remains unavoidably, it is necessary to exchange not only the target but also all the expensive equipment to which the target is attached before all the flat targets are exhausted. There has been economic losses such as high production costs.
그리고, 종래에는 기판에 다층막을 증착 코팅하기 위해서는 증착할 물질에 해당되는 다량의 타겟을 장비에 장착하여 사용함에 따라 생산비가 많이 소요될뿐만 아니라 유지 보수 측면에서도 어려움이 많았다.In addition, conventionally, in order to deposit and coat a multilayer film on a substrate, a large amount of targets corresponding to the material to be deposited are mounted on the equipment, and thus, production costs are increased, and maintenance is difficult.
그리고, 종래에는 평판 타겟이 마그네트에 고정되어 있는 구조이기 때문에 플라즈마 열에 의한 누적에 의해 기판이 가열되어 불량 기판을 제조하게 되는 문제가 있어 열에 취약한 기판은 사용할 수 없는 단점이 있었다.In addition, since the plate target is conventionally fixed to the magnet, there is a problem in that the substrate is heated by the accumulation of plasma heat, thereby producing a defective substrate, and thus a substrate vulnerable to heat cannot be used.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 마그네트에 대해 타겟을 회전시킴으로써 이의 교체 주기를 연장시켜 생산비를 절감시킬 수 있고, 부가적으로 타겟을 다수 영역으로 구획하여 이 구획된 영역에 여러 가지의 물질을 장착함으로써 기판상에 다층막을 증착 코팅할 수 있으며, 스퍼터링시 플라즈마 열이 누적되지 않도록 함으로써 열에 취약한 기판을 아주 탄력적으로 사용할 수 있도록 한 마그네트론 스퍼터링 타겟장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.The present invention was devised to solve the above problems, and by rotating the target relative to the magnet, it is possible to reduce the production cost by extending its replacement cycle, and additionally partitioned the target into a plurality of areas in this partitioned area. The purpose of the present invention is to provide a magnetron sputtering target device capable of depositing and coating a multilayer film on a substrate by attaching various materials and making it possible to use a substrate that is susceptible to heat by preventing plasma heat accumulation during sputtering. .
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 전방부가 개구됨과 아울러 후방부에 폐쇄벽이 형성되어 공간부가 형성되도록 사방으로 둘러싸여진 측벽과, 상기 측벽의 전방부의 테두리에 증착 기판이 구비된 진공챔버의 입구에 착탈 가능하게 기밀 결합되도록 형성되는 플랜지부로 된 하우징과; 상기 측벽의 공간부내에 배치되어 양단이 상기 측벽을 관통하는 한쌍의 지지축을 매개로 설치되며, 자석이 길이 방향으로 일부가 노출되도록 매몰 설치된 일정한 길이의 지지부재와; 상기 지지부재의 외면과 일정 간극을 유지한 채로 이를 감싸며, 상기 지지부재에 대해 회전 가능하게 설치되는 통체 형상의 회전부재와; 상기 회전부재의 외면에 설치되는 소정 재질의 타겟부재와; 상기 회전부재 에 연결되어 상기 회전부재가 회전구동되도록 하는 회전부재 구동수단과; 상기 타겟부재에 고전압을 공급하여 상기 타겟부재로부터 원자가 방출되도록 상기 하우징의 외측에 고정 설치되는 고전압 공급수단과; 상기 하우징의 공간부내로 반응가스가 주입되도록 반응가스 주입구를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object, the present invention for achieving the above object, the front side is opened and the side wall is enclosed in all directions so that a closed portion is formed in the rear portion and the side wall, and the side wall A housing having a flange portion formed to be detachably hermetically coupled to an inlet of a vacuum chamber provided with a deposition substrate at an edge of a front portion of the housing; A support member having a predetermined length disposed in the space portion of the side wall and installed through a pair of support shafts whose both ends penetrate the side wall, and in which a magnet is partially embedded in the longitudinal direction; A cylindrical member rotating around the support member while maintaining the gap with the outer surface of the support member and rotatably installed with respect to the support member; A target member of a predetermined material installed on an outer surface of the rotating member; A rotating member driving means connected to the rotating member to rotate the rotating member; High voltage supply means fixed to an outer side of the housing to supply a high voltage to the target member to release atoms from the target member; It characterized in that it comprises a reaction gas inlet so that the reaction gas is injected into the space portion of the housing.
이하, 본 발명에 의한 마그네트론 스퍼터링 타겟장치의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the configuration and operation of a preferred embodiment of a magnetron sputtering target device according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 의한 타겟장치의 하우징이 진공챔버에 설치된 상태를 개략적으로 나타낸 단면도이고, 도 2는 본 발명에 의한 타겟장치의 전체 구성을 나타낸 도면이며, 도 3은 도 2에 도시된 지시선 "A"부의 확대도이며, 도 4는 도 2에 도시된 지시선 "B"부의 확대도이며, 도 5는 본 발명에 의한 타겟장치의 구성중 지지부재와 회전부재 및 타겟부재 및 자석의 배치 상태를 나타낸 종단면도이며, 도 6은 본 발명에 의한 타겟장치의 구성중 회전부재의 외관을 도시한 사시도이며, 도 7은 본 발명에 의한 타겟장치의 구성중 지지부재에 자석이 설치된 상태를 나타낸 사시도이며, 도 8(a)(b)는 본 발명에 의한 타겟장치의 구성중 개폐판의 동작 상태를 나타낸 단면도이며,도 9는 본 발명에 의한 타겟장치의 구성중 타겟부재의 다른 실시예를 나타낸 단면도이며, 도 10은 본 발명에 의한 타겟장치의 구성중 하우징에 형성된 냉각수 이동통로만을 나타낸 단면도이며, 도 11은 도 10에 도시된 하우징의 외관을 도시한 사시도이며, 도 12 및 도 13은 본 발명에 의한 타겟장치의 구성중 관찰창 개폐판을 구동시키는 구성 및 이의 작동 상태를 나타낸 일부 사시도이며, 도 14는 본 발명에 의한 타겟장치의 구성중 반응가스 주입구에 대한 구성을 나타낸 하우징의 외관 사시도이며, 도 15는 도 14의 종단면도이다.1 is a cross-sectional view schematically showing a state in which a housing of a target device according to the present invention is installed in a vacuum chamber, FIG. 2 is a view showing an overall configuration of a target device according to the present invention, and FIG. 3 is a leader line shown in FIG. 4 is an enlarged view of the "B" part shown in FIG. 2, and FIG. 5 is an arrangement state of the supporting member, the rotating member, the target member, and the magnet in the configuration of the target apparatus according to the present invention. 6 is a perspective view showing the appearance of the rotating member of the configuration of the target device according to the present invention, Figure 7 is a perspective view showing a state in which a magnet is installed on the support member of the configuration of the target device according to the present invention; 8 (a) and (b) are cross-sectional views showing the operation state of the opening and closing plate of the target device according to the present invention, and FIG. 9 shows another embodiment of the target member during the configuration of the target device according to the present invention. Sectional view, FIG. 10 Figure 11 is a cross-sectional view showing only the coolant movement passage formed in the housing of the configuration of the target device according to the present invention, Figure 11 is a perspective view showing the appearance of the housing shown in Figure 10, Figures 12 and 13 of the target device according to the present invention Partial perspective view showing a configuration for driving the observation window opening and closing operation and its operating state, Figure 14 is an external perspective view of the housing showing the configuration for the reaction gas inlet of the configuration of the target device according to the present invention, Figure 15 is a view 14 is a longitudinal cross-sectional view.
본 발명에 의한 스퍼터링 타겟장치는 크게 하우징(100)과, 지지부재(2000와, 회전부재(300)와, 타겟부재(400)와, 회전부재 구동수단(500)과, 고전압 공급수단(600)과, 반응가스 주입구(700)를 포함하여 이루어진다.Sputtering target device according to the present invention is largely the
상기 하우징(100)은 전방부(111)가 개구됨과 아울러 후방부에 폐쇄벽(120)이 형성되어 공간부(S)가 형성되도록 사방으로 둘러싸여진 측벽(110)과, 상기 측벽(110)의 전방부(111)의 테두리에 증착 기판(52)이 구비된 진공챔버(50)의 입구(51)에 착탈 가능하게 기밀 결합되도록 형성되는 플랜지부(112)로 이루어진다.The
상기 지지부재(200)는 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 측벽(110)의 공간부(S)내에 배치되어 양단이 상기 측벽(110)을 관통하는 한쌍의 지지축(210)을 매개로 설치되며, 자석(220)이 길이 방향으로 일부가 노출되도록 매몰 설치된 일정한 길이로 이루어진다.As shown in FIG. 7, the
여기서, 상기 지지부재(200)의 형상을 본 발명에서는 원형 단면을 갖는 형상으로 구성하였다.Here, the shape of the
상기 회전부재(300)는 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 지지부재(200)의 외면과 일정 간극을 유지한 채로 이를 감싸며, 상기 지지부재(200)에 대해 회전 가능하게 설치되는 통체 형상으로 이루어진다.As shown in FIG. 6, the rotating
여기서, 상기 회전부재(300)의 형상을 본 발명에서는 원형 단면을 갖는 형상으로 구성하였다.Here, the shape of the rotating
상기 타겟부재(400)는 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 회전부재(300)의 외면 에 설치되는 소정 재질로 이루어진다.The
여기서, 상기 타겟부재(400)의 재질로 스테인레스 또는 구리중의 어느 하나를 사용하게 된다.Here, any one of stainless or copper is used as the material of the
그리고, 상기 타겟부재(400)는 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 회전부재(300)의 외면에 서로 다른 재질의 다수개가 분리되어 감싸도록 설치된다.
즉, 타겟부재(400)는 복수개(400a)(400b)(400c)(400d)(400e)(400f)(400g)(400h)(400i)(400j)가 분리 형성되어 상기 회전부재(300)의 외면을 감싸도록 설치되며, 그 재질은 복수개의 서로 다른 재질로 이루어진다.In addition, as illustrated in FIG. 9, the
That is, the
상기 회전부재 구동수단(500)은 상기 회전부재(300)에 연결되어 상기 회전부재(300)가 회전구동되도록 하는 역할을 한다.The rotating member driving means 500 is connected to the rotating
상기 회전부재 구동수단(500)의 바람직한 구성은 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 하우징(100)의 외부에 고정되는 구동 모터(510)와, 상기 구동모터(510)의 모터축(511)에 연결되는 구동기어(520)와, 상기 구동기어(520)에 치차 결합되어 종동기어(530)와, 상기 지지축(210)이 슬라이드 가능하게 삽입되도록 양단이 관통된 관통공(541)을 구비하여 일단이 상기 종동기어(530)의 중앙에 결합되고 타단이 상기 회전부재(300)의 일측에 고정 결합되는 중공 회전축(540)으로 이루어진다.As shown in FIG. 3, the rotation member driving means 500 includes a driving
여기서, 상기 회전부재 구동수단(500)의 구동 순서를 설명하면 다음과 같다.Here, the driving sequence of the rotating member driving means 500 is as follows.
먼저, 구동 모터(510)에 전원이 인가되어 구동되면, 이 구동력은 모터축(511)을 통해 구동기어(520)에 전달되며, 이로 인해 구동기어(520)는 소정의 방향으로 회전을 하게 된다.First, when power is applied and driven to the driving
상기 구동기어(520)가 회전을 하게 되면, 이에 치차 결합된 종동기어(530) 역시 회전하게 되며, 이로 인해 중공 회전축(540)이 회전하게 되며, 이에 결합된 회전부재(300)가 회전하게 된다.When the
따라서, 이 회전부재(300)의 외면에 설치된 타겟부재(400)가 자석(220)에 대해 회전하게 되는 것이다.Therefore, the
상기 고전압 공급수단(600)은 상기 자석(220)에 고전압을 공급하여 상기 타겟부재(400)로부터 원자가 방출되도록 상기 하우징(100)의 외측에 고정 설치된다.The high voltage supply means 600 is fixed to the outside of the
상기 고전압 공급수단(600)의 상세 구성은 통상적으로 사용되는 기술 분야이므로 설명을 생략하기로 한다.Detailed configuration of the high voltage supply means 600 will be omitted because it is a technical field commonly used.
상기 반응가스 주입구(700)는 도 14 및 도 15에 도시된 바와 같이, 상기 하우징(100)의 공간부(S)내로 반응가스가 주입되도록 하는데, 이 상기 반응가스 주입구(700)는, 상기 폐쇄벽(120)에 일렬로 다수개가 형성되어 반응가스를 동시에 주입하게 된다.As shown in FIGS. 14 and 15, the
그리고, 상기 반응가스로 본 발명에서는 아르곤을 사용하게 된다.In the present invention, argon is used as the reaction gas.
그리고, 본 발명에서는 증착 기판(52)상에 증착이 일어날시점에 질소를 진공챔버(50)와 하우징(100) 사이로 주입하게 된다.In the present invention, nitrogen is injected between the
여기서, 상기 타겟부재(400)로 상기 고전압 공급수단(600)에서 인가된 고전압에 의해 타겟부재(400)와 진공챔버(50)간에 고압 전계가 형성되며 반응가스와 반응하여 스퍼터링이 발생하게 된다.Here, a high-voltage electric field is formed between the
상기와 같이 반응가스를 반응가스 주입구(700)를 통해 골고루 공급함으로써, 하우징(100)내에 반응 균일하게 일으킬 수 있게 된다.By supplying the reaction gas evenly through the
한편, 본 발명은 상기 회전부재(300)와 타겟부재(400)와 회전부재 구동수단(500) 및 고전압 공급수단(600)으로 된 하나의 어셈블리(800)를 상기 하우 징(100)의 측벽(110)의 공간부(S)에 다수개를 설치할 수 있다.On the other hand, the present invention is a side wall of the
상기와 같이 하나의 어셈블리(800)를 다수개 설치함으로써, 2가지 이상의 물질을 혼합하여 증착할 수 있어 혼합 코팅등의 특수한 효과를 얻을 수 있다.By installing a plurality of one
상기와 같이 구성된 본 발명의 실시예에서 상기 타겟부재(400)의 외면으로 이격되어 이를 필요에 따라 개폐하는 개폐판(540)과, 상기 개폐판(540)을 구동시키는 개폐판 구동수단(550)을 더 구비할 수 있다.In the embodiment of the present invention configured as described above, the opening and
상기 개폐판(540)을 더 구비하는 이유는 다수개의 어셈블리(800)중의 어느 하나를 사용할때 나머지들은 사용하지 않도록 함과 아울러 현재 사용되고 있는 어셈블리(800)를 구성하는 타겟부재(400)에서 방출되는 원자가 이웃한 다른 어셈블리(800)를 구성하는 타겟부재(400)에 충돌되는 폐단을 방지할 수 있도록 함에 있다.The reason why the
한편, 본 발명은 상기 지지부재(200)의 내부에는 도 5와 도 7과 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 자석(220)에서 발생된 고온의 열을 냉각시키기 위한 냉각수를 도입하여 배출시킬 수 있는 냉각수 이동통로(310)를 형성할 수 있다.On the other hand, the present invention is introduced into the
여기서, 상기 냉각수 이동통로(310)로 냉각수를 공급하는 경로는 통상적으로 용이하게 설계할 수 있어 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.Here, a path for supplying the coolant to the
그리고, 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 측벽(110)의 내부에는 열을 냉각시키기 위한 냉각수를 도입하여 배출시킬 수 있는 냉각수 이동통로(115)를 형성할 수 있는데, 이렇게 함으로써, 보다 확실하게 자석(220)에서 발생되는 고온의 열을 냉각시킬 수 있게 된다.10 and 11, a
한편, 본 발명은 도 12 및 도 13에 도시된 바와 같이, 상기 측벽(111)에 하우징(100)의 내부에 일어나는 상황, 즉 반응가스에 반응되어 생성되는 플라즈마의 색깔을 작업자가 용이하게 관찰할 수 있도록 하우징(100)의 내부 상황을 살피기 위한 관찰창(116)이 설치되고, 상기 관찰창(116)의 내측면을 개폐하는 관찰창 개폐판(117)이 상기 측벽(110)을 관통하여 외부와 기밀되도록 회전 가능하게 설치된 힌지축(118)에 의해 회전 가능하게 설치되며, 상기 힌지축(118)에는 상기 측벽(110)의 외부에서 조작 가능하도록 조작 손잡이(119)가 설치된다.12 and 13, the operator can easily observe the color of the plasma generated in response to the reaction gas, that is, the situation occurring inside the
즉, 하우징(100)의 내부 상황을 살피고자 할 경우에 작업자가 조작 손잡이(119)를 소정의 방향으로 돌리면 힌지축(118)에 의해 개폐판(117)이 회전되어 관찰창(116)을 개방하게 된다.(도 13참조)That is, when the operator wants to examine the internal situation of the
반면에 하우징(100)의 내부 상황 관찰을 종료하고자 할 경우에는 작업자가 조작 손잡이(119)를 개방의 반대 방향으로 돌리면 힌지축(118)에 의해 개폐판(117)이 회전되어 관찰창(116)이 폐쇄된다.(도 12참조)On the other hand, if you want to end the internal situation observation of the
여기서, 관찰창(116)을 폐쇄하지 않으면, 타겟부재(400)에서 방출되는 원자가 관찰창(116)에 증착되어 소정 시간이 경과하게 되면 관찰창(116)을 더 이상 사용할 수 없게 된다.Here, if the
따라서, 관찰창(116)을 개폐판(117)으로 폐쇄하면, 타겟부재(400)에서 방출되는 원자가 개폐판(117)에 증착되어 관찰창(116)을 보호할 수 있게 되는 것이다.Accordingly, when the
상기 개폐판 구동수단(550)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 공기의 유/출입 여부에 따라 축(552)을 정역 회전시키는 유압 모터(551)와, 상기 유압 모터(551)의 축(552)에 연결되는 구동기어(553)와, 상기 구동기어(553)에 치차 결합되고 상기 지지축(210)에 회전 가능하게 결합되는 종동기어(554)와, 상기 종동기어(554)의 중심으로부터 편심되어 일단이 연결되고 타단이 상기 차폐판(540)에 고정 결합되는 연결부재(555)로 구성된다.As illustrated in FIG. 4, the opening and closing plate driving means 550 includes a
여기서, 상기 유압 모터는 공기압력 및 기름등의 유체 압력을 모두 사용할 수 있는 타입이다.Here, the hydraulic motor is a type that can use both the air pressure and fluid pressure, such as oil.
여기서, 상기 개폐판 구동수단(550)의 작용을 설명하면 다음과 같다.Here, the operation of the opening and closing plate driving means 550 will be described.
먼저, 상기 유압 모터(551)에 유체가 유입되면, 모터축(552)이 정/역 방향으로 회전되며, 이로 인해 구동기어(553)가 회전되며, 이 구동기어(553)에 치차 결합된 종동기어(554)도 회전되며, 이 종동기어(554)의 회전력을 전달받은 연결부재(555)에 의해 차폐판(540)이 도 8(a)의 상태에서 도 8(b)의 상태로 회전되어 전환되는 것이다.First, when the fluid flows into the
상기 차폐판(540)을 필요에 따라 회전시킴으로, 사용하지 않을때에는 외부로부터 유입되는 이물질에 타겟부재(400)를 보호할 수 있으며, 도 8(a)에 도시된 타겟부배(400)를 사용하지 않을 경우에는 도 8(b)에 도시된 타겟부재(400)를 개방할 수 있는 것이다.By rotating the shielding
반면에 도면상에는 도시하지는 않았지만, 도 8(b)의 타겟부재(400)를 폐쇄하여 사용하지 않을 경우에는 도 8(a)에 도시된 타겟부재(400)를 개방하여 사용할 수도 있다.On the other hand, although not shown in the drawings, when the
이상 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의한 마그네트론 스퍼터링 타겟장치에 따르면, 마그네트에 대해 타겟을 회전시킴으로써 이의 교체 주기를 연장시켜 생산비를 절감시킬 수 있고, 부가적으로 타겟을 다수 영역으로 구획하여 이 구획된 영역에 여러 가지의 물질을 장착함으로써 기판상에 다층막을 증착 코팅할 수 있으며, 스퍼터링시 플라즈마 열이 누적되지 않도록 함으로써 열에 취약한 기판을 아주 탄력적으로 사용할 수 있게 된다. As described above, according to the magnetron sputtering target device according to the present invention, by rotating the target relative to the magnet, it is possible to reduce the production cost by extending its replacement cycle, and additionally by partitioning the target into a plurality of areas, this partitioned area By attaching various materials on the substrate, a multilayer film can be deposited and coated on the substrate. Plasma heat is not accumulated during sputtering, thereby making it possible to use a substrate that is susceptible to heat.
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