KR100710801B1 - Sputtering apparatus to produce film having uniform thickness - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display: LCD) 제조 공정에서 기판 위에 성막하는 스퍼터링 장치에 관한 것이다. 본 발명은 종래의 스퍼터링 장비와 달리 자석을 복수개로 나눈 단형 자석(step shaped magnet)으로 대체하여 후면판과 자석 사이의 간격을 각 부분마다 독립적으로 조절하여 자기장의 세기를 조절함으로써 균일한 박막을 형성하고자 한다. 본 발명의 스퍼터링 장치를 LCD 기판에 적용하여 형성된 균일한 두께의 금속막, ITO 막 등의 박막은 LCD의 회로 반응을 향상시킬 수 있으며, 종래에는 박막의 두께 관리를 위하여 실시했던 점검 공정의 횟수를 줄일 수 있어 공정 효율을 향상시킬 수 있다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sputtering apparatus for depositing on a substrate in a liquid crystal display (LCD) manufacturing process. Unlike the conventional sputtering equipment, the present invention replaces a magnet with a plurality of step shaped magnets to form a uniform thin film by controlling the strength of the magnetic field by independently controlling the distance between the rear plate and the magnet for each part. I would like to. A thin film of a uniform thickness metal film, ITO film, etc. formed by applying the sputtering apparatus of the present invention to the LCD substrate can improve the circuit response of the LCD. It can reduce the process efficiency can be improved.

Description

균일한 막질 형성을 위한 스퍼터링 장치{SPUTTERING APPARATUS TO PRODUCE FILM HAVING UNIFORM THICKNESS}Sputtering apparatus for forming uniform film quality {SPUTTERING APPARATUS TO PRODUCE FILM HAVING UNIFORM THICKNESS}

도 1은 종래 스퍼터링 장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면;1 is a view schematically showing the configuration of a conventional sputtering apparatus;

도 2는 도 1에 도시한 스퍼터링 장치의 타겟부와 기판부를 도시하고, 이 때 형성되는 플라즈마와 성막 두께를 설명하기 위한 도면;FIG. 2 is a view for explaining a target portion and a substrate portion of the sputtering apparatus shown in FIG. 1, illustrating the plasma and film formation thicknesses formed at this time; FIG.

도 3은 차폐판(chant)을 사용하여 플라즈마 분포를 조절하는 종래 방법을 설명하기 위하여 도시한 타겟부의 사시도;3 is a perspective view of a target portion shown to illustrate a conventional method of adjusting plasma distribution using a chant;

도 4는 본 발명의 일 실시예로서 단형 자석(step shaped magnet)을 적용한 경우 타겟부와 기판부를 도시한 도면 및;4 is a view illustrating a target portion and a substrate portion when a step shaped magnet is applied as an embodiment of the present invention;

도 5는 도 4에 도시한 단형 자석의 사시도 및 단면도이다.5 is a perspective view and a cross-sectional view of the single magnet shown in FIG.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1: 스퍼터링 장치1: sputtering device

2: 고주파 발생기(radio frequency generator)2: radio frequency generator

3: 직류 전원(dirrect current power supplies)3: direct current power supplies

4: 공정 챔버(process chamber) 5: 펌프(pump)4: process chamber 5: pump

6: 가스 소스(gas source) 7: 타겟(target)6: gas source 7: target

8: 자석(magnet) 9: 서셉터(susceptor) 8: magnet 9: susceptor                 

10: 셔터(shutter) 11, 11': 냉각계(cooling system)10: shutter 11, 11 ': cooling system

12: 기판(substrate) 13: 개폐 밸브(isolation valve)12: substrate 13: isolation valve

14: 후면판(backing plate) 17: 차폐판(chant)14: backing plate 17: shielding (chant)

18: 단형 자석(step shaped magnet)18: step shaped magnet

본 발명은 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display: LCD) 제조 공정에서 기판 위에 성막하는 스퍼터링 장치에 관한 것으로, 더 상세히 설명하면 TFT LCD(Thin Film Transistor LCD)의 기판에 배선용 금속을 증착하는 데 사용되는 스퍼터링 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sputtering apparatus for forming a film on a substrate in a liquid crystal display (LCD) manufacturing process, and more particularly, a sputtering apparatus used for depositing a metal for wiring on a substrate of a TFT LCD (Thin Film Transistor LCD). It is about.

스퍼터링 장치는 플라즈마에 의해 이온을 가속시켜 이온을 타겟(target)에 충돌하게 하여 기판(subtrate)에 타겟 물질을 성막(forming film)하는 장비이다. 고온에서 진행되는 화학 증착 장치에 비해 스퍼터링 장치는 타겟(substrate)을 저온 상태(400℃)로 유지하면서 박막을 형성할 수 있다는 장점이 있어 수지(resin)에 성막하는 공정에도 적용할 수 있다. 스퍼터링 장치는 비교적 간단한 구조로 짧은 시간에 막을 형성할 수 있기 때문에 반도체 소자 생산과 LCD 제조에 널리 이용되고 있다. 이 방식은 알루미늄(Al), 탄탈(Ta), 크롬(Cr) 등의 금속 박막을 형성하거나 ITO(Indium Tin Oxide) 박막 형성, SiO2 등의 절연막 형성에 사용된다. 특히, LCD 의 기판(glass)에 형성되는 것은 TFT 기판의 트랜지스터 전극 및 배선용 금속, 화소 전극 ITO 등의 전도성 물질이다.A sputtering apparatus is a device that forms a target material on a substrate by accelerating ions by plasma to cause ions to collide with a target. Compared to a chemical vapor deposition apparatus that proceeds at a high temperature, the sputtering apparatus has an advantage in that a thin film can be formed while maintaining a target at a low temperature (400 ° C.), and thus can be applied to a process of forming a film on a resin. Sputtering devices are widely used in semiconductor device production and LCD manufacturing because they can form a film in a short time with a relatively simple structure. This method is used to form metal thin films such as aluminum (Al), tantalum (Ta), and chromium (Cr), to form indium tin oxide (ITO) thin films, and to form insulating films such as SiO 2 . In particular, what is formed on the glass of the LCD is a conductive material such as a transistor electrode and a wiring metal of the TFT substrate, and a pixel electrode ITO.

도 1은 종래의 스퍼터링 장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다. 도 1을 참고하여 스퍼터링 장치의 구성을 살펴보면 다음과 같다.1 is a view schematically showing a configuration of a conventional sputtering apparatus. Looking at the configuration of the sputtering apparatus with reference to Figure 1 as follows.

종래 스퍼터링 장치를 크게 분류하면 공정 챔버, 전원부, 타겟부 및 기판부로 구성된다. 공정 챔버(process chamber)(4)는 스퍼터링 공정이 진행되는 챔버이고 원활한 공정 진행을 위하여 진공 상태로 유지되는 밀폐된 공간이다. 전원부는 고주파 발생기(radio frequency generator: RF generator)(2)와 직류 전원(direct current power supply: DC power supply)(3)으로 구성되며 각 단자는 기판((substrate)(12)과 타겟에 연결되어 그 사이에 전기장을 형성하여 플라즈마가 발생하도록 환경을 조성한다. 타겟부는 성막할 물질을 지지하는 부분으로 타겟(target)(7) 외에 후면판(backing plate)(14), 냉각계(cooling system)(11) 및 자석(magnet)(8)으로 구성된다. 후면판은 타겟을 고정하고 지지하는 판이며, 냉각계는 타겟부를 냉각시키는 구성 요소이다. 자석은 발생한 전자의 낭비를 방지하여 스퍼터링 효율을 향상시키기 위해 타겟 전방에 자기장을 발생시키는 구성 요소이다. 기판부는 성막할 대상인 기판(substrate)(12) 외에 이를 지지하는 서셉터(susceptor)(9) 및 냉각계(11')로 구성된다. 그리고 스퍼터링 장치는 공정 챔버의 압력을 조절하기 위하여 펌프(pump)(5)와 가스 소스(gas source)(6)를 구비한다. 기판부 상부에는 셔터(shutter)(10)가 배치되어 기판부를 차단 또는 개방하여 스퍼터링의 진행을 제어한다. The conventional sputtering apparatus is largely classified into a process chamber, a power supply unit, a target unit, and a substrate unit. The process chamber 4 is a chamber in which a sputtering process is performed and is a closed space maintained in a vacuum state for smooth process progression. The power supply unit is composed of a radio frequency generator (RF generator) 2 and a direct current power supply (DC power supply) 3, and each terminal is connected to a substrate 12 and a target. An electric field is formed therebetween to create an environment in which the plasma is generated.The target portion is a portion that supports the material to be deposited, and a backing plate 14 and a cooling system in addition to the target 7. (11) and a magnet (8) The back plate is a plate that fixes and supports the target, and the cooling system is a component that cools the target portion.The magnet prevents the generation of generated electrons to improve sputtering efficiency. It is a component that generates a magnetic field in front of the target to improve, The substrate portion is composed of a susceptor (9) and a cooling system (11 ') that supports it in addition to the substrate (12) to be deposited. The sputtering device is the pressure in the process chamber A pump 5 and a gas source 6 are provided for adjustment, and a shutter 10 is disposed above the substrate to block or open the substrate to control the progress of sputtering. .                         

전술한 스퍼터링 장치로 박막이 기판에 형성되는 메커니즘(mechanism)은 다음과 같다. 타겟부와 기판부를 각각 전원의 음극단(cathode)과 양극단(anode)에 연결하고, 고주파를 발생시키면서 DC 전원을 인가하면 전기장의 작용으로 타겟에서 전자가 발생하고 이 전자들은 양극단으로 가속된다. 이 때 가속 전자들이 공정 챔버에 공급된 가스(주로 Ar 가스를 사용한다.)와 충돌하여 가스가 이온화 된다. 아르곤 양이온(Ar+)은 전기장의 작용으로 음극단에 연결된 타겟을 가격하여 타겟 표면에서 타겟 원자들이 이탈되는 스퍼터링 현상이 발생된다. 한편 타겟에서 방출되어 양극단으로 가속되는 전자는 중성원자와 충돌하여 여기(excitation)되고 이때 플라즈마가 발생한다. 플라즈마는 외부의 전위가 유지되고 전자가 계속 발생할 경우 유지된다.The mechanism by which a thin film is formed on a substrate by the above-described sputtering apparatus is as follows. When the target portion and the substrate portion are respectively connected to a cathode and an anode of a power supply, and DC power is applied while generating a high frequency, electrons are generated in the target under the action of an electric field, and these electrons are accelerated to the anode. At this time, the accelerating electrons collide with the gas supplied to the process chamber (mostly Ar gas) to ionize the gas. The argon cation (Ar + ) strikes a target connected to the cathode by the action of an electric field, resulting in sputtering of the target atoms from the target surface. On the other hand, the electrons emitted from the target and accelerated to the anode end collide with the neutral atoms and are excited. At this time, plasma is generated. The plasma is maintained when an external potential is maintained and electrons continue to occur.

도 2는 도 1에 도시한 스퍼터링 장치의 타겟부와 기판부를 도시하고, 이 때 형성된 플라즈마와 박막의 두께를 도시한 도면이다. 도 2에 도시한 바와 같이 플라즈마 분포(15)는 타겟의 가장자리부가 더 두꺼운 오목한 형상을 갖는다. 플라즈마의 형상은 성막되는 박막의 두께에 영향을 준다. 타겟부의 가장자리와 같이 플라즈마가 두텁게 형성되는 곳에서는 막이 상대적으로 두껍게 형성된다.(16) 박막이 기판에 균일하게 형성되지 않으면 LCD 완제품에 악영향을 주는데 그 이유는 다음과 같다. 기판에 타겟을 성막할 때 정해진 두께, 반사율, 저항 등의 공정 조건에 맞춰 진행된다. 형성된 막은 패턴에서 전극 역할 뿐만 아니라 배선의 역할도 하기 때문에 정해진 두께로 형성되지 않으면 콘덴서의 저항이 증가하여 정상적으로 구동되지 않는다. 그래서 LCD의 패턴 공정에서 성막의 두께를 공정 관리의 항목으로 정하여 관리하고 있다.FIG. 2 is a view showing a target portion and a substrate portion of the sputtering apparatus shown in FIG. 1, and showing the thicknesses of the plasma and the thin film formed at this time. As shown in FIG. 2, the plasma distribution 15 has a concave shape with a thicker edge portion of the target. The shape of the plasma affects the thickness of the thin film to be deposited. Where the plasma is formed thick, such as the edge of the target portion, the film is formed relatively thick. (16) If the thin film is not uniformly formed on the substrate, it adversely affects the finished LCD. When depositing a target on a substrate, it progresses according to process conditions, such as predetermined thickness, reflectance, and resistance. Since the formed film serves not only as an electrode but also as a wiring in the pattern, if the film is not formed to a predetermined thickness, the resistance of the capacitor increases and does not operate normally. Therefore, in the LCD pattern process, the film thickness is defined and managed as an item of process control.

전술한 문제를 해결하기 위하여 자기장을 약화시키는 차폐판을 사용하기도 하였다. 도 3은 플라즈마 분포를 조절하기 위하여 차폐판을 사용하는 것을 설명하기 위한 도면이다. 플라즈마의 분포는 기판부와 타겟부에 형성된 자기장과 전기장의 영향을 받는데, 특히 자기장의 세기와 플라즈마의 형성 두께는 비례한다. 그러므로 종래에는 불균일한 막두께 형성을 방지하는 한가지 방법으로써, 자석의 가장자리 부위에 차폐판(chant)(17)을 배치하였다. 후면판과 자석 사이에 배치된 차폐판은 금속으로 제조된 것으로 자기장을 차단하는 작용을 한다. 그런데 차폐판을 설치하는데 문제가 있다. 후면판(14)과 자석(8)은 약 15㎜ 정도 떨어져 있으며 차폐판은 그 두께가 약 10㎜ 이다. 게다가 자석의 자력은 약 350 가우스(Gauss)로 그 세기가 강하여 도 2에 도시한 바와 같이 잘못 설치되기 쉽고 차폐판이 기울어져 자석에 부착되는 경우에는 차폐판의 위치 수정이 곤란한 문제가 있다.In order to solve the above problem, a shield plate that weakens the magnetic field has been used. 3 is a view for explaining the use of the shield plate to adjust the plasma distribution. The distribution of the plasma is influenced by the magnetic and electric fields formed on the substrate and the target, and in particular, the intensity of the magnetic field and the formation thickness of the plasma are proportional. Therefore, conventionally, as one method of preventing the formation of non-uniform film thickness, a shield 17 is disposed at the edge of the magnet. The shield plate disposed between the back plate and the magnet is made of metal and serves to block the magnetic field. However, there is a problem in installing the shield plate. The back plate 14 and the magnet 8 are about 15 mm apart and the shielding plate is about 10 mm thick. In addition, the magnetic force of the magnet is about 350 Gauss, and the strength thereof is strong, and as shown in FIG. 2, it is easy to be incorrectly installed, and when the shield is tilted and attached to the magnet, it is difficult to correct the position of the shield.

본 발명은 상술한 바와 같은 기판 상의 불균일한 박막 형성을 해결하기 위한 것으로, 챔버 내의 자기장을 균일하게 조성하여 박막의 두께가 균일하게 형성되도록 하는데 그 목적이 있다.The present invention is to solve the non-uniform thin film formation on the substrate as described above, the object is to uniformly form the magnetic field in the chamber so that the thickness of the thin film is formed uniformly.

본 발명은 종래의 스퍼터링 장비와 달리 자석을 복수개로 나눈 단형 자석(step shaped magnet)으로 대체하여 후면판과 자석 사이의 간격을 각 부분마다 독립적으로 조절하여 자기장의 세기를 조절함으로써 상기한 목적을 달성하고자 한다.The present invention achieves the above object by controlling the strength of the magnetic field by independently adjusting the distance between the back plate and the magnet for each part by replacing the magnet with a plurality of step shaped magnets, unlike conventional sputtering equipment. I would like to.

LCD 제조 공정에서 사용되는 스퍼터링 설비을 기판(glass)를 운반하여 가열 챔버(heat chamber)로 이동하기 전에 대기하는 장소인 카세트 챔버(cassette chamber), 증착된 기판의 온도를 높이는 열 챔버(heat chamber), 기판에 배선 재료(Al, Cr, ITO)를 증착하는 스퍼터링 챔버(sputtering chamber), 기판을 카세트에서 카세트 챔버로 운반하는 로봇(robot), 상술한 여러 챔버로 배분하는 운송 챔버(transfer chamber) 및 증착 전후에 카세트를 대기시켜 놓는 테이블(load-unload table)로 구성된다. 이 중 본 발명은 실제로 스퍼터링이 진행되는 스퍼터링 챔버에 구비된 장치에 관한 것이다.Cassette chamber, which is a place where the sputtering equipment used in the LCD manufacturing process waits before transporting the glass to the heat chamber, a heat chamber for raising the temperature of the deposited substrate, Sputtering chamber for depositing wiring material (Al, Cr, ITO) on the substrate, Robot for transporting the substrate from the cassette to the cassette chamber, Transfer chamber for distributing to the above-mentioned various chambers and deposition It consists of a table (load-unload table) which holds a cassette before and after. Among these, the present invention relates to an apparatus provided in the sputtering chamber in which sputtering actually proceeds.

이하, 본 발명의 구체적인 실시예의 구성과 작용을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the configuration and operation of a specific embodiment of the present invention will be described in detail.

도 4는 본 발명의 일 실시예로서 자기장 조절 장치를 적용한 스퍼터링 장치의 타겟부와 기판부를 도시한 도면이다. 그리고 도 5는 도 4에 도시한 장치의 구성 요소 중 단형 자석(step shaped magnet)의 사시도 및 단면도를 도시한 도면이다. 도 4와 도 5를 참고하여 일 실시예의 구성을 설명하면 다음과 같다.4 is a view illustrating a target portion and a substrate portion of a sputtering apparatus to which a magnetic field adjusting device is applied as an embodiment of the present invention. And FIG. 5 shows a perspective view and a cross-sectional view of a step shaped magnet among the components of the device shown in FIG. 4. Referring to Figure 4 and 5 will be described the configuration of an embodiment as follows.

본 발명은 종래의 스퍼터링 장치와 같이 공정 챔버, 전원부, 타겟부, 기판부, 펌프 및 가스 소스를 구비하고 있다. 도 4에 도시한 바와 같이 타겟부는 단형 자석(18), 후면판(14) 및 타겟(7)으로 구성된다. 단형 자석(18)은 도 4에 도시한 바와 같이 다수의 분리된 자석으로 구성되어 있다. 상기 단형 자석의 자석들(18a, 18b, 18c, 18d)은 독립적으로 제어가 가능하여 후면판과의 간격이 각각 조절될 수 있다.
상기 자석들(18a, 18b, 18c, 18d) 중 이웃하는 자석들은 서로 접하여 하나의 단형 자석을 이룬다. 도 5에 도시한 바와 같이 각 단의 내부에는 자석이 배치되어 있다. 구체적으로, 상기 단형 자석의 자석들(18a, 18b, 18c, 18d) 각각은 중심부에 구비된 제1 자석 및 상기 제1 자석들과 이격되어 구비된 제2 자석으로 이루어진다. 평면상에서 상기 제1 자석들은 그 단부가 서로 접하면서 상기 단형 자석의 길이 방향을 따라 배열되고, 상기 제2 자석들은 상기 배열된 제1 자석들을 감싸는 타원형으로 배열된다.
또한, 상기 제1 자석 및 제2 자석은 서로 반대되는 극성을 갖는다. 일예로, 상기 제1 자석의 상부가 S극이고 상기 제1 자석의 하부가 N극이면, 상기 제1 자석의 상부에 대응하는 상기 제2 자석의 상부는 N극이고 상기 제1 자석의 하부에 대응하는 상기 제2 자석의 하부는 S극이 된다.
한편, 상기 단형 자석의 자석들(18a, 18b, 18c, 18d) 중 가장자리에 있는 자석(18a, 18d)의 극성과 상기 가장자리에 있는 자석(18a, 18d)에 접하는 자석의 극성은 서로 반대된다. 따라서 상기 단형 자석의 부분마다 자기장의 방향을 조절할 수 있다. 상기 단형 자석의 양극(N극과 S극)은 도 5의 단면도에 도시한 바와 같이 배치된다.
후면판(14)은 타겟(7)을 지지하는 구성 요소이다. 한편 기판부는 기판(12)과 서셉터(susceptor)(9)로 구성된다. 서셉터(9)는 기판(12)을 지지하는 구성 요소이다. 그리고 스퍼터링 장치는 직류 전원(3)과 고주파 발생기(2)를 구비하고 있다. 고주파 발생기(2)와 직류 전원(3)의 음극단은 후면판(14)에 연결되고, 직류 전원 전원(3)의 양극단은 서셉터(9)로 연결된다. 도 4에 도시한 바와 같이 기판부와 타겟부는 대향하여 배치된다.The present invention includes a process chamber, a power supply unit, a target unit, a substrate unit, a pump, and a gas source like a conventional sputtering apparatus. As shown in FIG. 4, the target portion includes a single magnet 18, a back plate 14, and a target 7. The short magnet 18 is composed of a plurality of separate magnets as shown in FIG. The magnets 18a, 18b, 18c, and 18d of the short magnet may be independently controlled so that a distance from the rear plate may be adjusted.
Neighboring magnets of the magnets 18a, 18b, 18c, and 18d are in contact with each other to form one short magnet. As shown in FIG. 5, magnets are arranged inside each stage. In detail, each of the magnets 18a, 18b, 18c, and 18d of the short magnet includes a first magnet provided at a center portion and a second magnet spaced apart from the first magnets. In the plane, the first magnets are arranged along the longitudinal direction of the short magnet with their ends in contact with each other, and the second magnets are arranged in an oval shape surrounding the arranged first magnets.
Also, the first magnet and the second magnet have opposite polarities. For example, when an upper portion of the first magnet is an S pole and a lower portion of the first magnet is an N pole, an upper portion of the second magnet corresponding to an upper portion of the first magnet is an N pole and is disposed below the first magnet. The lower portion of the corresponding second magnet becomes the S pole.
On the other hand, the polarities of the magnets 18a and 18d at the edge of the magnets 18a, 18b, 18c, and 18d of the short magnet are opposite to the polarities of the magnets in contact with the magnets 18a and 18d at the edge. Therefore, the direction of the magnetic field can be adjusted for each part of the short magnet. The anodes (N pole and S pole) of the short magnet are arranged as shown in the cross-sectional view of FIG.
The backplate 14 is a component that supports the target 7. On the other hand, the substrate portion is composed of a substrate 12 and a susceptor 9. The susceptor 9 is a component that supports the substrate 12. The sputtering apparatus is provided with a DC power supply 3 and a high frequency generator 2. The negative ends of the high frequency generator 2 and the DC power supply 3 are connected to the rear plate 14, and the positive ends of the DC power supply 3 are connected to the susceptor 9. As shown in FIG. 4, the substrate portion and the target portion are disposed to face each other.

전술한 바와 같이 후면판과 자석의 간격은 타겟과 기판 사이에 형성되는 플라즈마 분포에 영향을 주는 요소이다. 즉, 자기장의 세기와 플라즈마의 집중도는 비례하는 관계가 있다. 플라즈마 영역이 다른 부위에 비해 상대적으로 두텁게 형성되는 18a, 18d 부분의 자기장을 18b, 18c 부분보다 약화시킬 필요가 있다. 그러므로 도 4에 도시한 바와 같이 단형 자석의 가장자리 부분인 18a, 18d 부분을 중앙부보다 후면판으로부터 멀리 배치시킬 수 있다. 실제 제조 라인에 적용되는 장치를 구체적으로 설명하면 종래에 후면판으로부터 1 ~ 8 ㎜ 의 간격으로 획일적으로 배치되던 자석을 본 발명의 단형 자석으로 능동적으로 각 단을 1 ~ 10 ㎜ 의 간격으로 플라즈마의 밀도에 따라 배치할 수 있다. 이와 같이 단형 자석을 배치하면 균일한 플라즈마 분포(15')가 형성된다.As described above, the distance between the rear plate and the magnet is an element that affects the plasma distribution formed between the target and the substrate. That is, the intensity of the magnetic field and the concentration of the plasma have a proportional relationship. It is necessary to weaken the magnetic fields of the 18a and 18d portions in which the plasma region is formed relatively thicker than other portions than the 18b and 18c portions. Therefore, as shown in Fig. 4, the portions 18a and 18d, which are the edge portions of the short magnets, can be disposed farther from the rear plate than the center portion. Specifically, a device applied to an actual manufacturing line will be described as a single magnet of the present invention, in which a magnet that has been uniformly arranged at an interval of 1 to 8 mm from a rear plate is actively used to form plasma at an interval of 1 to 10 mm. It can be arranged according to the density. By arranging the short magnets in this way, a uniform plasma distribution 15 'is formed.

이상에서 본 발명의 구체예에 대해서 상세히 설명하였지만 이는 단형 자석을 사용하여 불균일한 플라즈마 분포를 개선하는 방법을 예시한 것이다. 그러므로 공정 관리자는 상황에 따라 형성된 기판상의 박막 두께의 분포를 점검하여 단형 자석의 각 부분과 후면판과의 간격을 조절하여야 할 것이다.Although the embodiment of the present invention has been described in detail above, this illustrates a method of improving the non-uniform plasma distribution using a single magnet. Therefore, the process manager should check the distribution of the thickness of the thin film on the substrate formed according to the situation and adjust the distance between each part of the short magnet and the back plate.

이상에서 본 발명의 구체예에 대해서 상세히 설명하였지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 자명한 것이다. 이를테면 상술한 실시예에서는 단형 자석이 4개로 구성되어 있으나 그 갯수는 필요에 따라 조정할 수 있는 것은 당연한 것이다.Although specific embodiments of the present invention have been described in detail above, it will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made within the technical spirit of the present invention. For example, in the above-described embodiment, four single magnets are configured, but the number can be adjusted as necessary.

전술한 본 발명의 스퍼터링 장치를 LCD 기판의 박막 형성에 적용하면 기판의 전 영역에 균일한 막을 형성할 수 있게 된다. 균일한 두께의 금속막, ITO 막 등의 박막은 LCD의 회로 반응을 향상시킬 수 있으며, 종래에는 박막의 두께 관리를 위하여 자주 실시했던 점검 공정의 횟수를 줄일 수 있어 공정 효율을 향상시킬 수 있다.When the sputtering apparatus of the present invention described above is applied to the thin film formation of the LCD substrate, it is possible to form a uniform film over the entire area of the substrate. Thin films such as metal films and ITO films having a uniform thickness may improve the circuit response of the LCD, and in the past, the number of inspection processes frequently performed for thickness management of the thin films may be reduced, thereby improving process efficiency.

Claims (4)

액정 디스플레이 기판 제조에 사용되는 스퍼터링 장치에 있어서:In the sputtering apparatus used for manufacturing a liquid crystal display substrate: 전원;power; 상기 전원의 양극에 연결되며, 상기 기판을 지지하는 서셉터;A susceptor connected to the anode of the power supply and supporting the substrate; 상기 전원의 음극에 연결되며, 상기 서셉터에 대향하여 배치되는 후면판;A back plate connected to the cathode of the power supply and disposed to face the susceptor; 상기 후면판에 장착되어 상기 기판과 대향하는 타겟; 및A target mounted to the rear plate to face the substrate; And 상기 타겟이 설치된 후면판 반대쪽에 배치되며, 다수의 자석으로 구성된 단형 자석을 포함하여,It is disposed opposite the back plate on which the target is installed, and includes a single magnet composed of a plurality of magnets, 상기 단형 자석의 자석들과 상기 후면판의 간격이 서로 다르게 조절되고, 상기 단형 자석의 자석들 중 이웃하는 자석들은 서로 접하는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 장치.Sputtering apparatus, characterized in that the distance between the magnets of the short magnet and the rear plate is adjusted differently, neighboring magnets of the magnets of the short magnet contact each other. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 단형 자석의 자석들을 독립적으로 구동시키는 구동부를 포함하여,Including a drive unit for independently driving the magnets of the short magnet, 상기 단형 자석의 자석들과 상기 후면판의 간격이 독립적으로 조절되어 상기 타겟과 상기 기판 사이에 균일한 플라즈마가 형성되어 균일한 박막을 형성하는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 장치.Sputtering apparatus, characterized in that the gap between the magnets of the short magnet and the back plate is independently adjusted to form a uniform plasma between the target and the substrate to form a uniform thin film. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 단형 자석의 자석들 중 가장자리에 있는 자석의 극성과 상기 가장자리에 있는 자석에 접하는 자석의 극성은 서로 반대되는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 장치.Sputtering apparatus, characterized in that the polarity of the magnet at the edge of the magnet of the short magnet and the polarity of the magnet in contact with the magnet at the edge are opposite to each other. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 단형 자석의 자석들 각각은 중심부에 구비된 제1 자석 및 상기 제1 자석들의 극성과 반대되는 극성을 갖는 제2 자석으로 이루어지고, Each of the magnets of the short magnet includes a first magnet provided at a center portion and a second magnet having a polarity opposite to that of the first magnets. 평면상에서 상기 제1 자석들은 그 단부가 서로 접하면서 상기 단형 자석의 길이 방향을 따라 배열되고, 상기 제2 자석들은 상기 배열된 제1 자석들을 감싸는 타원형으로 배열된 것을 특징으로 하는 스퍼터링 장치.And wherein the first magnets are arranged along the longitudinal direction of the short magnet with their ends in contact with each other, and the second magnets are arranged in an oval shape surrounding the arranged first magnets.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070030568A1 (en) * 2005-07-26 2007-02-08 Tohoku University Future Vision Inc. High-reflectance visible-light reflector member, liquid-crystal display backlight unit employing the same, and manufacture of the high-reflectance visible-light reflector member
KR100822312B1 (en) * 2006-08-04 2008-04-15 주식회사 자이맥스 High uniformity facing target type sputtering apparatus
KR101107170B1 (en) 2010-05-04 2012-01-25 삼성모바일디스플레이주식회사 System for sputtering and method thereof
KR102489591B1 (en) * 2015-12-28 2023-01-17 엘지디스플레이 주식회사 Deposition Apparatus

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6176673A (en) * 1984-09-21 1986-04-19 Fujitsu Ltd Sputtering method
JPH0881769A (en) * 1994-09-16 1996-03-26 Fujitsu Ltd Sputtering device
JPH09125242A (en) * 1995-10-27 1997-05-13 Anelva Corp Cathode electrode for magnetron sputtering
JPH10102246A (en) * 1996-09-27 1998-04-21 Anelva Corp Magnetron cathode electrode of sputtering device
JP2000104167A (en) * 1998-09-29 2000-04-11 Sharp Corp Magnetron sputtering device

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6176673A (en) * 1984-09-21 1986-04-19 Fujitsu Ltd Sputtering method
JPH0881769A (en) * 1994-09-16 1996-03-26 Fujitsu Ltd Sputtering device
JPH09125242A (en) * 1995-10-27 1997-05-13 Anelva Corp Cathode electrode for magnetron sputtering
JPH10102246A (en) * 1996-09-27 1998-04-21 Anelva Corp Magnetron cathode electrode of sputtering device
JP2000104167A (en) * 1998-09-29 2000-04-11 Sharp Corp Magnetron sputtering device

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