KR100846484B1

KR100846484B1 - Ｒｍｉｍ 전극 및 그 제조방법 및 이를 채용하는 스퍼터링장치

Info

Publication number: KR100846484B1
Application number: KR1020020013938A
Authority: KR
Inventors: 신재광; 김성구; 박영규; 엄현일
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2002-03-14
Filing date: 2002-03-14
Publication date: 2008-07-17
Also published as: JP2003268543A; KR20030074939A; CN1445811A; US20030178299A1; CN1303245C; US7119489B2; US7208878B2; US20060113916A1

Abstract

RMIM 전극 및 그 제조방법 및 이를 채용하는 스퍼터링 장치가 개시된다. 개시된 RMIM 전극은, 중심부에 위치하는 원통형 마그네트와, 원통형 마그네트를 내부에 포함하는 복수개의 링형 마그네트를 구비하는 마그네트부 및, 마그네트부를 지지하며 비축 회전시키는 회동부를 구비하며, 복수개의 마그네트는 인접하는 마그네트의 자화방향이 서로 역방향이며, 큰 직경의 링형 마그네트 내부에 작은 직경의 링형 마그네트가 배열되는 것을 특징으로 한다. 수평성분 자기장이 균일하게 분포하며 자기장의 세기가 강해서 스퍼터링장치에 채용되는 경우 타겟을 고르게 식각할 수 있으며, 타겟 물질이 기판상에 균일하게 증착되도록 하며 스텝 커버리지를 향상시켜 대면적화, 저선폭화하는 반도체 공정기술에 효과적이다.

RMIM 캐소드, 마그네트론 캐소드, 스퍼터링

Description

ＲＭＩＭ 전극 및 그 제조방법 및 이를 채용하는 스퍼터링 장치{Rotation magnetron in magnetron electrode and method of manufacturing the same and sputtering apparatus with the same}

도 1은 종래의 마그네트론 스퍼터링 장치를 간략히 나타낸 단면도,

도 2는 종래의 자유형 캐소드를 나타낸 사진,

도 3은 종래의 CDS(Collimator Deposition System) 타입 캐소드를 나타낸 사진,

도 4는 종래의 SIP(Self Ionized Plasma)캐소드를 나타낸 사진,

도 5a는 본 발명의 실시예에 따른 RMIM(Rotation Magnetron In Magnetron) 캐소드를 간략히 나타낸 사시도,

도 5b는 본 발명의 실시예에 따른 RMIM 캐소드를 간략히 나타낸 평면도,

도 5c는 본 발명의 실시예에 따른 RMIM 캐소드를 간략히 나타낸 단면도,

도 6a는 본 발명의 실시예에 따른 RMIM 캐소드의 기본 컨셉 형상을 간략히 나타낸 평면도,

도 6b는 도 5b에 도시된 RMIM 캐소드의 수평성분 자기장의 분포를 나타낸 삼차원 그래프,

도 7a는 종래의 마그네트론 캐소드를 간략히 나타낸 평면도,

도 7b는 도 7a에 도시된 마그네트론 캐소드의 수평성분 자기장의 분포를 나타낸 삼차원 그래프,

도 8a는 본 발명의 실시예에 따른 RMIM 캐소드의 제조방법 중 제1단계에 따라 제조된 RMIM 캐소드를 간략히 나타낸 평면도,

도 8b는 도 8a에 도시된 RMIM 캐소드를 채용한 스퍼터링 장치에서 스퍼터링을 행한 경우 타겟 센터에서 타겟 에지까지 식각깊이를 나타낸 그래프,

도 9a는 본 발명의 실시예에 따른 RMIM 캐소드의 제조방법 중 제2단계에 따라 제조된 RMIM 캐소드를 간략히 나타낸 평면도,

도 9b는 도 9a에 도시된 RMIM 캐소드를 채용한 스퍼터링 장치에서 스퍼터링을 행한 경우 타겟 센터에서 타겟 에지까지 식각깊이를 나타낸 그래프,

도 10a는 본 발명의 실시예에 따른 RMIM 캐소드의 제조방법 중 제3단계에 따라 제조된 RMIM 캐소드를 간략히 나타낸 평면도,

도 10b는 도 10a에 도시된 RMIM 캐소드를 채용한 스퍼터링 장치에서 스퍼터링을 행한 경우 타겟 센터에서 타겟 에지까지 식각깊이를 나타낸 그래프,

도 11a는 본 발명의 실시예에 따른 RMIM 캐소드의 제조방법 중 제4단계에 따라 제조된 RMIM 캐소드를 간략히 나타낸 평면도,

도 11b는 도 11a에 도시된 RMIM 캐소드를 채용한 스퍼터링 장치에서 스퍼터링을 행한 경우 타겟센터에서 타겟에지까지 식각깊이를 나타낸 그래프,

도 12는 본 발명의 실시예에 따른 스퍼터링 장치를 나타낸 도면,

도 13은 본 발명의 실시예에 따른 RMIM 캐소드를 채용하여 스퍼터링을 행한 경우와 종래의 ULP(Ultra Low Pressure) 캐소드를 채용하여 스퍼터링을 행한 경우 타겟 센터에서 타겟 에지까지 식각깊이를 나타낸 그래프,

도 14는 본 발명의 실시예에 따른 RMIM 캐소드를 채용하여 스퍼터링을 행한 경우와 종래의 ULP(Ultra Low Pressure) 캐소드를 채용하여 스퍼터링을 행한 경우 기판 센터에서 기판에지에 이르기까지 타겟 물질이 증착되는 두께를 나타낸 그래프.

<도면의 주요부분에 대한 부호설명>

31 ; 타겟 33 ; 전극

37 ; 기판 39 ; 기판홀더

41 ; 진공챔버 47 ; 전원

51, 61, 61a, 61b, 61c, 61d ; 제1마그네트

53, 63, 63a, 63b, 63c, 63d ; 제2마그네트

55, 65, 65a, 65b, 65c, 65d ; 제3마그네트

58, 68, 68a, 68b, 68c, 68d ; 회전중심

16, 56 ; 균형추 58 ; 회전축

69 ; 비자성 회전판

본 발명은 RMIM 전극 및 그 제조방법 및 이를 채용하는 스퍼터링 장치에 관 한 것으로, 보다 상세하게는 마그네트론 스퍼터링법에서 고집적화 저선폭화 소자기술과 대면적화 웨이퍼공정에 대응할 수 있는 RMIM 전극 및 그 제조방법 및 이를 가지는 스퍼터링 장치에 관한 것이다.

미소 두께를 지니는 박막을 제조하기 위해서 사용되는 공정은 크게 물리 기상 증착(PVD : physical vapor deposition)법과 화학 기상 증착(CVD : chemical vapor deposition)법이 있다. 화학 기상 증착법은 화학적 반응을 통하여 원하는 물성을 지닌 박막을 얻는데 비해, 물리 기상 증착법은 원하는 물질에 에너지를 가하여 운동에너지를 지니게 하여 기판 상에 쌓이도록 함으로써 박막층을 형성할 수 있도록 하는 것이다.

이러한 물리 기상 증착법은 크게 스퍼터링(sputtering)과 증발법 (evaporation)으로 나눌 수 있다. 여기서, 이베포레이션(증발법)은 고체 또는 액체를 가열하여 분자 또는 원자로 분해한 다음 기판 표면상에 응축시키는 방법으로서 장치 구성이 간단하고 많은 물질을 쉽게 적용할 수 있어서 지금까지 많이 사용되고 있다.

스퍼터링법은 고 에너지를 지니는 입자를 원하는 물질로 이루어진 타겟에 충돌시켜 방출되는 물질을 기판에 증착시키는 방법이다. 이러한 스퍼터링은 넓은 면적의 비교적 균일한 두께의 박막을 형성할 수 있고, 합금 박막을 형성시키는 경우 그 조성비의 조절이 다른 증착법에 비해 용이하다. 따라서 반도체 소자(DRAM, SRAM, NVM, LOGIC 등)나 다른 전자 소자의 제조 과정에서 많이 사용되고 있다.

스퍼터링법에는 이극 스퍼터링법과 마그네트론 스퍼터링법이 많이 사용되고 있다. RF(Radio Frequency) 또는 DC(Direct Current) 방식의 이극 스퍼터링법은 구조가 간단한 반면, 막 형성속도가 느리고 기판에 고에너지입자 충돌에 의한 온도상승, 막손상이나 조성분리가 일어나는 단점이 있다. 이러한 단점을 해결하고자 개발된 스퍼터링법이 마그네트론 스퍼터링법이다.

마그네트론 스퍼터링법은 타겟 표면에 평행한 자계를 인가하여 캐소드, 즉 타겟 근방에 전자를 가두어 고밀도 플라즈마를 생성시키는 방법이다. 마그네트론 스퍼터링법은 고속으로 막증착을 할 수 있으며, 이차 전자를 제어하여 기판의 온도 상승을 억제할 수 있다. 또한, 마그네트론 스퍼터링법은 자기장을 사용할 수 있어서 반응기 내부의 공정조건을 저압력, 고밀도 플라즈마 환경으로 조성할 수 있기 때문에 스퍼터링 입자들의 직진성을 높일 수 있어 단차가 있는 부분도 효과적으로 스퍼터링 입자들을 증착시킬 수 있어 스텝 커버리지(Step Coverage)가 향상된다.

도 1은 일반적인 마그네트론 스퍼터링 장치를 나타낸다.

도 1을 참조하면, 진공 챔버 내부(21)에 기판(17)을 안착시키는 기판 홀더(19)가 위치하고 있으며, 기판 홀더(19)에 대향하여 타겟(11)이 위치한다. 마그네트론 스퍼터링 장치에서는 상기 타겟(11) 후방에 마그네트들(15)을 배치하여 일정한 방향의 자기력선을 형성시킨다. 또한, 공정시 타겟(11)이 마련된 전극(13)에 전압을 인가할 수 있도록, 진공 챔버(21) 외부에는 전원 공급부(27)가 마련되어 있다. 회전판(29)의 표면에는 마그네트들(15)의 무게와 균형을 이루어 회전시 균형회전을 할 수 있도록 균형추(16)가 마련된다.

챔버(21) 내부에 일정한 진공도가 유지되면 아르곤과 같은 진공 가스가 챔버(21) 내부에 인입되고, 전극(13)에 가해진 음전압에 의해 방전이 일어난다. 그리하여, 전기 방전에 의해 이온화된 가스 분자, 중성분자 및 전자로 이루어진 플라즈마가 형성되고, 가스 분자가 음전압에 의해 가속되어 타겟(11)에 충돌된다. 충돌에 의해 타겟(11) 표면의 원자가 운동에너지를 얻어 타겟(11)으로부터 방출되며, 이러한 원자들이 기판(17)상에 박막의 형태로 증착된다. 이때, 증착되는 박막의 두께는 가해주는 전압, 진공도, 증착 시간 등에 의해 결정되게 된다.

하지만, 마그네트론 스퍼터링법에서 스퍼터링 성능을 좌우하는 반응기 내부의 대전입자, 특히 이차전자의 운동을 효과적으로 제어하는 것은 기술적으로 상당히 어려운 것으로 알려져 있다. 특정 부분에 수평 자기장이 밀집되는 경우 타겟(11)은 불균일하게 식각되며, 기판(17)상에도 불균일한 두께로 타겟(11)의 입자가 증착되게 된다. 또한, 소자의 고집적화, 저선폭화와 공정 웨이퍼의 크기면에서 대면적에 대한 필요성은 계속 대두되고 있으나, 종래의 마그네트론 캐소드를 채용한 스퍼터링 장치에서는 이와 같은 필요성을 충족시키는 것이 어렵다.

현재 사용되는 기술 중 가동 자석 방식의 마그네트론 스퍼터링법이 박막 균일성(Film Uniformity)이 우수한 것으로 알려져 있다. 도 2 내지 도 4는 종래의 가동 자석 방식의 마그네트론 캐소드를 나타낸 도면이다. 도 2는 자유형, 도 3은 CDS (Collimator Deposition System)형, 도 4는 SIP (Self Ionized Plasma)형의 단일 가동 마그네트론 캐소드를 나타내고 있다.

이러한 캐소드 기술은 현재의 저선폭(0.14??m이하), 고종횡비(aspect ratio)(5:1 이상)공정에서는 비대칭 증착, 박막 균일성 불량, 국소적인 타겟 침식 에 의한 물질 사용의 비효율화 현상이 나타나고 있어, 타겟 입자의 직진성을 향상시키기 위해 콜리메이터(Collimator)나 LTS(Long Throw Sputter)등 캐소드 이외 다른 구성요소를 개량함으로써 성능개선을 시도하고 있으나 뚜렷한 성능개선이 이루어지지 않고 있다.

따라서, 본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는 상술한 종래 기술의 문제점을 개선하기 위한 것으로서, 마그네트론 스퍼터링법에서 반응기 내부의 플라즈마 환경을 최적화하여 고집적, 저선폭화 소자 기술과 대면적화 웨이퍼 공정에 대응할 수 있는 스퍼터링 장치를 제공하는 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은, 중심부에 위치하는 원통형 마그네트와, 상기 원통형 마그네트를 내부에 포함하는 복수개의 링형 마그네트를 구비하는 마그네트부; 및 상기 마그네트부를 지지하며 비축 회전시키는 회동부;를 구비하며,

상기 복수개의 마그네트는 인접하는 마그네트의 자화방향이 서로 역방향이며, 큰 직경의 링형 마그네트 내부에 작은 직경의 링형 마그네트가 배열되는 것을 특징으로 하는 RMIM 전극을 제공한다.

상기 회동부는, 상기 마그네트부를 지지하는 비자성 회전판; 및 상기 비자성 회전판의 중심부에 연결되어 상기 비자성 회전판을 비축 회전시키는 회전축;을 구비한다.

상기 마그네트들은 비대칭 형상을 가지며, 상기 마그네트들의 중심은 일치하지 않는다.

상기 비자성 회전판의 표면에 마련되며, 상기 비자성 회전판의 회전 균형을 유지시키는 균형추를 더 구비하는 것이 바람직하다.

상기 링형 마그네트들은 두 개의 링형 마그네트로 이루어질 수 있다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은 또한, 원통형 마그네트를 중심부에 위치시킨 다음, 상기 원통형 마그네트를 내부에 포함하며 큰 직경의 마그네트의 내부에 작은 직경의 마그네트가 위치하도록 복수개의 링형 마그네트를 배열시키는 기본형 RMIM 전극 형성단계;와 상기 기본형 RMIM 전극을 비축 회전시켜 수평성분 자기장의 밀집영역을 추출하는 자기장 해석단계; 및 상기 수평성분 자기장이 균일하게 분포하도록 상기 마그네트들의 형상 및 배치를 변형시키는 RMIM 전극 최적화 단계;를 포함한다.

상기 기본형 RMIM 전극 형성단계에서, 인접하는 상기 마그네트들의 자화방향이 서로 역방향이 되도록 한다.

상기 자기장 해석단계에서, 상기 마그네트들을 비자성 회전판에 고정시켜 비축 회전시키는 것이 바람직하다.

상기 자기장 해석단계는,

상기 기본형 RMIM 전극과, 상기 기본형 RMIM 전극의 상부에 마련되는 타겟과, 상기 타겟의 물질이 증착되는 기판을 구비하는 스퍼터링 장치를 제조하는 단계;와 상기 기본형 RMIM 전극을 비축 회전시켜 상기 타겟의 스퍼터링을 실행하는 단계;와 상기 타겟의 식각 깊이의 분포를 산출하는 단계; 및 상기 타겟의 식각 깊이의 분포로부터 수평성분 자기장의 밀집영역을 추출하는 단계;를 포함한다.

본 발명은 또한, 상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 기판이 장착되는 제1전극부;와 상기 기판에 증착되는 물질로 이루어진 타겟이 장착되는 제2전극부;와 상기 제2전극부의 후면에 위치하며, 중심부에 위치하는 원통형 마그네트와, 상기 원통형 마그네트를 내부에 포함하는 복수개의 링형 마그네트를 구비하는 마그네트부; 및 상기 마그네트부를 지지하며 비축 회전시키는 회동부;를 구비하며,

상기 복수개의 마그네트는 인접하는 마그네트의 자화방향이 서로 역방향이며, 큰 직경의 링형 마그네트 내부에 작은 직경의 링형 마그네트가 배열되는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 장치를 제공한다.

본 발명은 '비대칭적 다중 자기장 분할방식'의 RMIM(Rotating Magnetron In Magnetron) 전극 및 그 제조방법과 상기 RMIM 전극을 이용한 마그네트론 스퍼터링 장치를 제공하여 대면적, 저선폭화 되어가는 갭 필링(gap filling) 공정에 대응할 수 있으며, 스퍼터링 공정시 타겟의 고른 식각을 가능하게 하며, 웨이퍼에 증착되는 박막의 스텝 커버리지(step coverage)와 두께 균일성을 향상시킬 수 있다.

이하 본 발명에 따른 RMIM 전극 및 그 제조방법의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. RMIM 전극(electrode)에는 RMIM 캐소드(cathode)와 RMIM 애노드(anode)가 있으나, 스퍼터링 장치에서 이용되는 것은 RMIM 캐소드이므로 이하 본 발명의 실시예에 따른 RMIM 전극 및 그 제조방법은 RMIM 캐소드 및 그 제조방법에 대해 주로 설명한다. 다만, 동일한 원리가 RMIM 애노드 및 그 제조방법에도 적용될 수 있음에 유의해야 한다.

도 5a 내지 도 5c는 각각 본 발명의 실시예에 따른 RMIM 전극을 나타낸 사시도, 평면도, 측면도이다.

도 5a 내지 도 5c를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 RMIM(Rotation Magnetron In Magnetron) 전극은, 중심부에 위치하는 원통형 제1마그네트(51)과, 상기 제1마그네트(51)가 내부에 포함되는 링형 제2마그네트(53)과, 상기 제2마그네트(53)가 내부에 위치하는 링형 제3마그네트(55)을 포함한다. 제1 내지 제3마그네트(51, 53, 55)은 인접하는 자석의 자화방향은 서로 역방향이 되어 자기력선이 연결되어 자기장을 형성할 수 있도록 한다. 여기서, 링형 마그네트들은 두 개를 구비하고 있으나, 개수에 한정되지 않는다.

종래의 RMIM 전극은 대칭형으로, 수평성분 자기장의 세기가 강한 부분과 약한 부분이 일정하게 특정 부분에 밀집되어 플라즈마가 상기 특정 부분에만 집중되 므로 이 부분에서만 타겟의 식각이 주로 일어나 타겟은 불균일하게 식각된다. 본 발명의 실시예에 따른 RMIM 전극은 비대칭형으로 회전하면서 수평성분 자기장의 세기가 강한 부분과 약한 부분이 연속하여 변화되는 것을 특징으로 한다.

도면을 참조하면, 제1 내지 제3마그네트(51, 53, 55)는 그 외주와 내주의 변이 서로 대응되지 않는 비대칭형으로 마그네트(51, 53, 55)의 내주와 외주사이의 폭도 고르지 않으며 내곡면과 외곡면이 균일하지 않게 형성되어 있음을 알 수 있다. 제1 내지 제3마그네트(51, 53, 55)는 사이 공간상에 형성되는 수평자기장 성분이 밀집되는 영역을 고르게 분산시키기 위해 순차적으로 계산에 의해 그 기하학적 형상이 결정된다.

도 5a를 참조하면, 제1 및 제3마그네트(51, 55)은 지면에서 위를 향하는 방향으로 자화방향이 형성되어 있으며, 제2마그네트(53)은 인접하는 제1 및 제3마그네트(51, 55)의 자화방향과 반대가 되도록 자화방향이 형성되어 있다. 여기서, 자화방향은 도시된 자화방향과 반대로 설정될 수 있으며, 인접하는 마그네트들의 자화방향이 반대이기만 하면 된다.

도 5b를 참조하면, 제1 내지 제3마그네트(51, 53, 55)는 회전중심(58)을 중심으로 비축 회전한다. 여기서, 비축 회전(off-axis rotation)이란 제1 내지 제3마그네트(51, 53, 55)의 중심축과 회전중심(58)이 일치하지 않게 회전하는 것을 말한다. 이 회전중심(58)은 제1내지 제3마그네트(51, 53, 55)의 중심에서 벗어난 점으로서, 비대칭 다중 자기장을 더욱 강화하여 타겟의 고른 식각과 기판상에 증착되는 타겟물질이 고른 두께를 가지도록 하기 위해 실험을 통해 설정된다. 도 5b의 제1내 지 제3 마그네트(51, 53, 55)의 각 내주와 외주 사이에서 수평성분 자기장이 밀집되는 영역은 크게 8개 지점(L, M, N, O, P, Q, R, S)으로 나타난다.

회전중심(58)이 제1마그네트(51)의 중심이 아니므로, 각 지점(L, M, N, O, P, Q, R, S)은 회전중심(58)을 중심으로 비축 회전하면서 동일 궤도를 그리지 않고 비대칭으로 회전하게 되어 수평성분 자기장이 상기 각 8개의 지점(L, M, N, O, P, Q, R, S)에 국한되지 않고 고르게 분포하게 된다.

도 5b의 A-A'선을 절단한 측단면도가 도 5c에 도시되어 있다.

도 5c를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 RMIM 전극은, 제1 내지 제3마그네트(51, 53, 55)를 지지하며 회전시키는 회동부를 구비한다. 상기 회동부는, 제1 내지 제3마그네트(51, 53, 55)를 지지하는 비자성 회전판(69)과, 도 5b에 도시된 회전중심(58) 즉, 상기 비자성 회전판(69)의 중심부에 연결되어 상기 비자성 회전판(69)을 비축회전시키는 회전축(52)을 포함한다. 또한, 비자성 회전판(69)의 표면에 마련되며, 상기 비자성 회전판(69)의 회전균형을 유지시키는 균형추(도 12의 참조부호 56)가 더 마련될 수 있다.

도면을 참조하면, 제1마그네트(51)를 출발하는 자기력선은 제2마그네트(53)로 들어가며 제3마그네트(55)를 출발하는 자기력선은 제2마그네트(53)로 들어간다.

드리프트(drift)에 의하여 전자, 즉 플라즈마는 타겟의 표면상에 구속되어 움직이게 되어 타겟의 식각량이 증가하게 된다.

도 5b를 참조하면, 제1내지 제3마그네트(51, 53, 55)가 회전하지 않는 경우 A-A'선을 따라 수평성분 자기장이 밀집되는 지점은 P, Q, R, S 영역이 된다. 하지 만, 제1내지 제3마그네트(51, 53, 55)이 회전축(58)을 중심으로 회전하는 경우 회전축(58)은 제1마그네트(51)의 중심과 일치하지 않으므로, Q 영역은 R 영역과 겹치지 않고, P영역은 S영역과 겹치지 않는다. 따라서, 수평성분 자기장의 밀집부분은 제1내지 제3마그네트(51, 53, 55)이 회전함에 따라 타겟의 전영역에 고르게 분포할 수 있다. 또한, 다중 마그네트를 사용하여 마그네트의 전체적인 부피를 증가시켜 자기장의 세기를 크게 하여 타겟의 식각량을 증가시킬 수 있다.

도 6a는 기본형으로 제작된 RMIM 캐소드의 평면도이며, 도 6b는 스퍼터링 장치에서 상기 RMIM 캐소드로부터 형성되는 타겟상의 수평성분 자기장의 세기 및 분포를 나타낸 그래프이다.

도 6a를 참조하면, 기본형의 RMIM 캐소드는, 원통형 제1마그네트(61)과, 상기 제1마그네트(61)을 둘러싸는 링형 제2마그네트(63)과, 상기 제2마그네트를 둘러싸는 링형 제3마그네트(65)을 구비하며, 제2내지 제3마그네트(63, 65)의 내주와 외주 사이의 폭은 일정하고 내주와 외주는 동심원의 내외변을 이룬다. 다만, 원통형 제1마그네트(61)의 위치는 제2마그네트(63)의 중심부가 아닌 하단부쪽에 치우쳐 위치하고 있다. 제1 내지 제3마그네트(61, 63, 65)의 회전중심(68)은 제1마그네트(61)의 상단부에 위치하고 있다.

제1마그네트(61)과 제2마그네트(63)사이에 수평성분 자기장이 밀집되는 영역은 M, N, Q, R 영역이며, 제2마그네트(63)과 제3마그네트(65)사이에 수평성분 자기장이 밀집되는 영역은 L, O, P, S 영역이다. 제1 내지 제3마그네트(61, 63, 65)가 회전하지 않는 경우, 수평성분 자기장이 가장 밀집되는 영역은 R 영역이지만, 제1 내지 제3마그네트(61, 63, 65)가 회전하는 경우 R 영역에 N, M, Q 영역이 근접한 궤도로 회전하므로, R 영역의 수평성분 자기장이 연속적으로 피크가 되는 것은 아니다.

다만, 도시된 회전중심(68)을 중심으로 제1 내지 제3마그네트(61, 63, 65)이 회전하면, Q, R 의 두 영역은 비슷한 궤적으로 원운동하게 되고, 유사하게 N, M의 두 영역도 근사한 궤적으로 원운동하며, P, S, L, O 영역도 근사한 궤적으로 원운동하게 된다.

도 6b는 기본형의 RMIM 캐소드인 도 6a를 최적화한 도 5b 형태에 해당하는 정지상태의 캐소드에 의해 타겟상에 형성되는 수평성분 자기장의 세기를 나타내며, 피크 P1과 P2는 각각 M, N, Q, R 영역과 L, O, P, S 영역에 형성되는 수평성분 자기장을, 피크 P3는 캐소드 외부영역에 형성되는 수평성분 자기장을 나타낸다.

도 7a는 종래의 ULP(Ultra low pressure)타입 캐소드의 평면도이며, 도 7b는 스퍼터링 장치에서 도 7a에 도시된 ULP타입 캐소드으로부터 최적화되었을 경우 형성되는 타겟상의 수평성분 자기장의 세기 및 분포를 나타낸 그래프이다.

도 7a를 참조하면, 내부의 원통형 제1마그네트(71)과, 상기 제1마그네트(73)을 내부에 포함하는 제2마그네트(73)을 구비하는 일반적인 RMIM 캐소드은, 제2마그네트(73)의 하단부에 위치하는 회전중심(78)을 중심으로 비축 회전한다.

도 7a의 종래의 ULP캐소드의 수평성분 자기장이 밀집되는 지점은 F, G, H, I 영역이며, G 영역이 회전중심(78)을 중심으로 가장 작은 원궤적을 그리며 회전하게 되며, 다음으로 I, H 영역이 다음 크기의 원궤적을 그리며 회전하고, F 영역이 가 장 큰 원궤적을 그리며 회전하게 된다. 이와 같은 원궤적을 그리는 제1및 제2마그네트(71, 73)는 도 7b에 도시된 바와 같은 수평성분 자기장의 세기의 분포를 나타내며, F, G, H, I 영역의 자기장의 세기가 피크로 나타난다.

도 6b 및 도 7b를 참조하면, 도 6b에 도시된 RMIM 캐소드의 경우 타겟상의 수평성분 자기장의 세기는, 도 7b에 도시된 ULP캐소드의 경우 타겟상의 수평성분 자기장의 세기에 비해 강하며, 그 분포가 제1내지 제3마그네트(61, 63, 65)사이의 공간에 이르기까지 넓게 분포하고 있다. 반면, 도 7b에 도시된 수평성분 자기장은 제1마그네트(71)과 제2마그네트(73)사이의 공간상에 밀집되어 있음을 볼 수 있다.

이로부터 도 7a에 도시된 바와 같은 ULP캐소드를 이용하여 스퍼터링을 행한 경우 자기장이 밀집한 피크부분에서 플라즈마가 집중되므로 타겟이 가장 많이 식각되고 다른 부분에서는 식각(erosion)이 상대적으로 적게 일어나 타겟은 전체적으로 불균일하게 식각된다. 또한 이로 인해 기판상에 증착되는 타겟 물질도 제1전극(71)에 대향하는 부분에 밀집되는 확률이 높으므로 불균일한 증착이 발생하게 되어 두께 균일도(uniformity)가 떨어지게 된다.

하지만, 도 6a에서 제시된 기본형의 RMIM 캐소드의 경우도, 그 수평성분 자기장의 분포가 타겟의 전면에 완전히 고르게 분포된 것은 아니므로, RMIM 캐소드의 기하학적인 형태의 변형과 회전중심의 위치 변경이 필요함을 알 수 있다.

따라서, 후술될 본 발명의 실시예에 따른 RMIM 캐소드 제조방법에서는, 이 기본형의 RMIM 캐소드의 기하학적 형상을 순차적으로 변형하여 도 5a 내지 도 5c에 도시된 바와 같은 비대칭적 다중 자기장 분할 방식의 RMIM 캐소드를 형성하여 타겟 의 식각 분포를 균일하게 하며, 식각량을 증가시키고 기판상에 증착되는 타겟 물질의 두께를 고르게 한다.

도 8a, 9a, 10a 및 11a 는 본 발명의 실시예에 따른 RMIM 캐소드의 제조방법의 각 단계에 따라 제조된 RMIM 캐소드를 나타내고 있으며, 도 8b, 9b, 10b 및 11b는 도 8a, 9a, 10a 및 11a 에 도시된 각 RMIM 캐소드에 따른 타겟 식각 프로파일의 그래프를 보이고 있다.

본 발명의 실시예에 따른 RMIM 캐소드 제조방법에서는, 타겟 식각 형상에 직접적인 영향을 주는 물리량은 캐소드에 의해 타겟 표면에 형성되는 자기장의 세기와 수평성분 자기장의 분포이므로, 도 8a에 도시된 수평성분 자기장이 밀집하는 위치(P, Q, R, S, L, M, N, O)를 기준점으로 하여 이들의 위치변화와 각 마그네트의 부피변화에 대한 타겟 식각 형상을 시뮬레이션으로 확인하고 이를 보정하는 단계를 거침으로써 RMIM 캐소드의 기하학적 구조의 최적화를 달성하고자 한다.

이하 본 발명의 실시예에 따른 시뮬레이션의 단계를 예시적으로 제시하고자 하며, 각 단계에서 제시되는 각 마그네트의 두께, 폭, 내주와 외주의 반경 및 회전중심의 위치의 치수는 시뮬레이션을 위해 기준으로 제시된 수치에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상이 이에 한정되지는 아니한다.

도 8a는 제1단계로, 인접하는 마그네트의 자화방향이 서로 역방향이 되도록, 제1마그네트(61a)를 중심부에 둔 다음, 상기 제1마그네트(61a)을 둘러싸는 마그네트를 복수개, 예를 들어 여기에서는 제2 및 제3마그네트(63a, 65a)을 배열시키며, 회전중심(68a)도 원통형 마그네트의 중심과 일치시킨 RMIM 캐소드를 보이고 있다.

여기서, 큰 직경의 제3마그네트(65a)의 내부에 작은 직경의 제2마그네트(63a)가 위치하도록 기본형 RMIM 전극을 형성시킨다. 제1 내지 제3마그네트(61a, 63a, 65a)는, 비자성 회전판에 고정시켜 비축 회전시킬 수 있다.

제1마그네트(61a)는 원통형으로 직경이 대략 4cm 정도이고, 그 중심과 회전중심(68a)을 일치시키도록 배열한다.

제2마그네트(63a)는 링형으로 그 중심이 회전중심(68a)을 기준으로 Y축의 양의 방향으로 1cm 정도 상단부에 위치하도록 하며, 제2마그네트(63a)의 내주와 외주사이의 폭은 2cm 정도, 외주의 직경은 16cm정도로 설계한다.

제3마그네트(65a)는 링형으로 그 중심의 위치는 회전중심(68a)과 일치하도록 하며, 내주와 외주사이의 폭은 2cm정도, 외주의 직경은 28cm 정도로 설계한다.

상술한 바와 같이 도 8a의 RMIM 캐소드에는 수평성분 자기장이 밀집하는 8개의 영역(P, Q, R, S, L, M, N, O)이 있는데, 이를 최적화된 RMIM 캐소드를 형성하기까지의 기준점으로 삼는다.

도 8b에 도 8a의 도시된 본 발명의 실시예에 따른 RMIM 캐소드를 채용하는 스퍼터링 장치에서 행한 타겟의 식각 프로파일이 도시되어 있다.

도 8b를 참조하면, 타겟 에지로부터 0.11m 정도 떨어진 B지점에서 식각이 가장 많이 일어나 그 식각깊이는 -1mm 정도가 되며, 타겟 에지로부터 0.18m 떨어진 지점에서 -0.6mm 정도로 식각이 되고 타겟 에지로부터 0.05m 정도 떨어진 지점에서 -0.3mm 정도의 식각이 되었음을 볼 수 있으며, 0.05~ 0.1cm 및 0.15cm 지점 부근에서는 거의 식각이 일어나지 않고 있음을 알 수 있다. B점에 대응하는 위치는 도 8a 의 도시된 제1마그네트(61a)와 제2마그네트(63a)의 사이의 영역에 위치함을 알 수 있으며, 이로부터 Q, R, N, M 영역이 회전하는 영역에 수평성분 자기장이 밀집되고 있음을 알 수 있다.

도 8b에 도시된 바와 같은 타겟의 식각 프로파일을 알아내어 수평성분 자기장이 밀집하는 부분을 추출하는 제2단계를 거친 다음, 제3단계로 상기 수평성분 자기장을 균일하게 분산시키도록 상기 자석들의 형상 및 배치를 변형하여 RMIM 전극을 최적화한다.

도 8b에 도시된 바와 같이 B점에 나타나는 식각이 집중되는 영역을 타겟 전체로 고르게 분포시키기 위해, 도 9a에 도시된 바와 같이, 내부의 제1마그네트(61b) 및 외부의 제2 및 제3 마그네트(63b, 65b)의 형상을 변화시킨다.

제1마그네트(61b)는 원통형태로 중심위치는 회전중심(68b)의 위치와 일치시키고 다만 그 직경을 6cm 정도로 증가시킨다.

제2마그네트(63b)는 링형으로 중심위치는 회전중심(68b)을 기준으로 Y축의 음의 방향으로 -1.9cm 정도의 위치로 설정하며, 외주와 내주사이의 폭은 최소 1.5cm 정도에서 최대 3cm 정도로 점차 증가하도록 내부 곡면을 수정하며, 외주의 직경이 18.5cm 정도가 되도록 설계한다.

제3마그네트(65b)는 링형으로 중심위치는 제2마그네트(63b)의 중심위치와 일치되도록 하며 내주와 외주사이의 폭도 제2마그네트(68b)와 유사하게 최소 1.5cm 정도에서 최대 3cm 정도로 증가시키도록 외부 곡면을 수정하며, 내주의 직경이 21. 5cm 정도가 되도록 설계한다.

도 8a 및 9a를 참조하면, 원통형 제1마그네트(61b)는 도 8a의 원통형 제1마그네트(61a)에 비해 그 직경이 커졌으며, 그 위치도 내부의 링형 제2마그네트(63b)의 안측 상단부쪽에 위치하고 있어 도 8a에 도시된 원통형 제1마그네트(61a)의 위치와 상이하다.

도 9a에 도시된 링형 제2마그네트(63b)는, 도 8a에 도시된 링형 제2마그네트(63a)와 달리, Y축방향의 지름이 X축방향의 지름보다 긴 타원형에 가까운 원주를 형성하고 있으며 내부 원주와 외부 원주사이의 폭이 일정하지 않다. 유사하게 도 9a에 도시된 링형 제3마그네트(65b)는, 도 8a에 도시된 링형 제3마그네트(65a)와 달리, Y축방향의 지름이 X축방향의 지름보다 짧은 타원형에 가까운 원주를 형성하고 있으며, 역시 내부 원주와 외부 원주 사이의 폭이 일정하지 않다.

도 9b에는 도 9a에 도시된 RMIM 캐소드를 사용한 스퍼터링 장치에서 스퍼터링을 한 경우 타겟의 식각 프로파일을 나타내고 있다.

도 9b를 참조하면, 타겟에지에서 0.17m 정도 떨어진 지점에서 식각이 가장 깊이 일어나며, 도 8b와 달리, 타겟에지에서 0.05 ~ 0.18m 떨어진 C지점에서 식각 깊이가 -0.5mm 정도로 증가되어, C지점의 식각 깊이가 어느 정도 고르게 분포하고 있음을 볼 수 있다.

식각깊이의 피크가 나타나는 지점은 타겟에지로부터 0.05m, 0.1m, 1.13m, 0.17m 정도 떨어진 네 지점이며 이 곳은 각각 도 9a의 Q, N, M, R 영역에 대응하는 지점으로 유추할 수 있다. 최고의 식각깊이 -1mm를 나타내는 타겟에지로부터 0.17m 지점은 회전중심(68b)을 중심으로 제1 내지 제3마그네트(61b, 63b, 65b)가 회전하 는 경우 R과 P 영역이 겹쳐지게 되는 지점으로 수평성분 자기장이 가장 많이 밀집되는 부분이다.

도 9b에 도시된 0.05~0.17m 영역의 식각 피크간의 깊이 조정을 하도록 다시 제1 내지 제3마그네트(61b, 63b, 65b)의 형상을 변형시킨다.

도 10a는 내부의 제1마그네트(63c)의 위치를 조정한 RMIM 캐소드를 도시하고 있으며, 도 10b는 상기 RMIM 캐소드를 채용한 스퍼터링 장치에서 스퍼터링을 행한 경우 나타나는 균일한 타겟 식각 프로파일을 보이고 있다.

도 10a를 참조하면, 제2 및 제3마그네트(63c, 65c)의 형상과 중심위치는 도 9a에 도시된 제2 및 제3마그네트(63b, 65b)와 동일하게 설정하며, 다만, 제1마그네트(61c)의 중심을 회전중심(68c)을 기준으로 Y축 음의 방향으로 -1.875cm 정도에 위치시킨다.

도 10b를 참조하면, 도 9b에서 도시된 프로파일과 유사하게 타겟에지로부터 0.17m 정도 떨어진 지점에서 식각이 가장 많이 일어나고 있으며, 0.05 ~ 0.17m 정도 떨어진 D지점에서 식각깊이가 -0.7mm ~-0.9mm 정도로 증가하고 있음을 볼 수 있다. 도 9b와 비교했을 때 도 10b에 도시된 식각 프로파일의 식각 깊이가 깊어지고 그 범위가 고르게 분포하고 있음을 볼 수 있다.

도 11a는 내부 제1마그네트(61d) 및 외부 제2마그네트(63d)를 최적화하여 최종적으로 형성된 RMIM 캐소드를 도시하고 있으며, 도 11b는 상기 RMIM 캐소드를 채용한 스퍼터링 장치에서 스퍼터링을 행한 경우 나타나는 균일한 타겟 식각 프로파일을 보이고 있다.

도 11a를 참조하면, 제1마그네트(61d)는 자유곡선형태의 원주를 가지는 원통형으로, 최소직경 7.5cm정도 최대직경 9cm 정도를 가지며 중심의 위치는 회전중심(68d)을 기준으로 Y축 음의 방향 -1.875cm 부근에 위치하도록 설정한다. 제2마그네트(63d)는 링형으로, 중심위치는 회전중심(68d)을 기준으로 Y축 음의 방향으로 -2.375cm 위치에 있으며 외주와 내주사이의 폭은 최소 1.5cm 내지 최대 3.0cm 정도로 증가하도록 내부 곡면을 수정하며 외주의 직경이 17.25cm 정도가 되도록 한다.

제3마그네트(65d)도 링형으로, 중심위치 및 내주와 외주사이의 폭과, 내부직경은 도 10a에 도시된 제3마그네트(65c)와 동일하게 설정한다.

도 10b와 비교하면, 타겟에지로부터 0.05 내지 0.18에 이르는 E 지점에서 식각 깊이가 -1mm로 접근하며 고르게 식각되고 있음을 알 수 있다. 즉, 도 11a에 도시된 RMIM 전극의 수평성분 자기장이 고르게 분포하고 있음을 추측할 수 있다.

이하 본 발명의 실시예에 따른 RMIM 전극을 채용한 스퍼터링 장치에 대해 설명한다. 여기서 RMIM 전극은 RMIM 캐소드이다.

도 12는 본 발명의 실시예에 따른 RMIM 전극을 채용하는 스퍼터링 장치를 나타낸 도면이다. RMIM 전극(35)은 상술한 바와 같이, 인접하는 마그네트의 자화방향이 서로 역방향인, 원통형의 제1마그네트(51)와, 이를 둘러싸는 링형의 제2 및 제3마그네트(53, 55)를 채용한다.

도 12를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 스퍼터링 장치는, 진공챔버(41)와, 진공챔버(41)내에 마련되는 기판(37)이 장착되는 제1전극부(31)과, 상기 기판(37)과 대향하며 기판(37)에 증착되는 물질로 이루어진 타겟(31)이 장착되는 제2전극부(33)와, 타겟(31)의 후면에 마련되며 중심부에 배열되는 원통형 제1마그네트(51)과 인접하는 마그네트의 자화방향이 서로 역방향이 되도록 상기 제1마그네트(51)를 둘러싸는 복수개, 여기서는 두 개의 링형 제2 및 제3마그네트(53, 55)를 포함하는 RMIM 캐소드(35) 및, 상기 RMIM 캐소드(35)를 지지하며, 비축 회전시키는 회동부를 구비한다.

RMIM 전극(35)은 제2전극부(33)와 대향하며 복수개의 링형 자석(53, 55)이 부착되고 전원(47)을 구비한다.

상기 회동부는 상기 비자성 회전판(69)의 중심부에 연결되어 상기 RMIM 전극부(35)를 비축 회전시키는 회전축(58)을 구비하며, 이 회전축(58)을 구동하는 다른 구동수단(미도시)이 더 마련될 수 있다. 참조부호 47은 제2전극부(33)에 인가되는 전류를 공급하는 전원이다.

RMIM 캐소드(35)는 상술한 본 발명의 실시예에 따른 RMIM 전극에 대한 설명과 동일하며 바람직하게는 도 11a 에 도시된 최적화된 형상 및 배치를 가지는 RMIM 캐소드를 사용한다.

RMIM 캐소드는 기존 방식의 캐소드와 비교해서, 상대적으로 큰 부피를 가질 수 있으며, 동일한 종류의 자석을 사용하는 경우 부피가 증가하는 반면, 반응기 내부에 형성되는 자기장의 세기가 증가하게 되고 이것은 타겟 상에서 보다 효과적으로 이차전자를 감금할 수 있게 되어 결과적으로 저압력에서도 안정적인 스퍼터링 공정이 가능하게 된다. 저압력 공정에서는 타겟에서 웨이퍼로 방출되는 타겟 물질 입자들의 직진성이 향상되므로 스텝 커버리지의 향상을 기대할 수 있다. 더불어 캐소드의 면적이 커짐에 따라 타겟상에서 스퍼터링 발생 영역이 증가하게 되므로 박막증착률도 증가하는 장점이 있다.

도 13은 일반적인 마그네트론 캐소드 중에서도 성능이 우수하다고 알려져 있는 ULP 캐소드와 RMIM 캐소드의 타겟 식각 프로파일을 비교해서 나타낸 그래프이다.

도 13을 참조하면, h1은 RMIM 캐소드의 프로파일을 나타내고 있으며, h2는 ULP 캐소드의 프로파일을 나타내고 있다. 도시된 바와 같이, h1이 h2에 비해 식각 깊이가 더 깊으며 고른 식각분포를 나타내고 있다. 특히, 타겟에지에서 0.05 내지 0.18m의 정도 떨어진 지점에서 h2는 식각 깊이가 -0.5mm를 넘지 못하고 있으나, h1은 -1mm에 근접하는 식각 깊이를 나타내고 있다. 도시된 식각 프로파일로부터 본 발명의 실시예에 따른 RMIM 캐소드가 ULP 캐소드에 비해 뛰어난 타겟 식각 형상을 나타내고 있다.

도 14를 참조하면, J1은 도 11a에 도시된 최적화된 RMIM 전극의 경우, J2는 도 10a에 도시된 RMIM 전극의 경우, J3는 도 9a에 도시된 RMIM 전극의 경우, J4는 도 8a에 도시된 RMIM 전극의 경우, J5는 ULP 전극의 경우, 각각 기판중심에서 기판에지까지 증착된 필름 두께를 나타내고 있다.

도시된 바와 같이 J1의 경우 기판에 증착되는 두께가 가장 두꺼우며, J5의 경우 기판에 증착되는 두께가 가장 얇다. 두께의 균일도(%)는 아래의 표와 같이 나타낼 수 있다.

	J1	J2	J3	J4	J5
균일도(%)	6.6	6.8	6.9	7.2	7.7

여기서, 균일도는 수학식 1에 의해 계산되었다.

균일도(uniformity)가 작을수록 기판상에 증착물질이 고르게 증착되었음을 나타내는 것이다.

본 발명의 실시예에 따른 RMIM 캐소드 및 그 제조방법은, 다중 자기장 분할 방식의 RMIM 캐소드를 제안하여 수평성분 자기장의 분포를 고르게 하여

드리프트에 의한 이차전자의 운동을 타겟 주변에 효과적으로 속박하고 전체적으로 마크네트론 캐소드의 부피를 크게 하여 자기장의 세기를 증가시킬 수 있다.

이러한 본 발명의 실시예에 따른 RMIM 캐소드를 채용하는 스퍼터링 장치는, 기존의 스퍼터링 장치를 간단히 개조하여 제조할 수 있으므로 생산원가를 절감할 수 있으며, 타겟의 식각 형상을 균일하게 하며 스퍼터링 입자의 직진성을 향상시켜 기판상에 입자의 증착을 고르게 하며 스텝 커버리지를 향상시킬 수 있어 대면적, 저선폭화되어가는 갭 필링(gap filling) 공정에 효과적으로 대응할 수 있다.

상기한 설명에서 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나, 그들은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다, 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다.

예를 들어 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상에 의해 수평성분 자기장의 고른 분포를 나타내도록 다른 형상 을 가지는 마그네트를 가지는 RMIM 캐소드를 이용할 수 있을 것이다. 때문에 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정하여 질 것이 아니고 특허 청구범위에 기재된 기술적 사상에 의해 정하여져야 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 RMIM 전극의 장점은, 수평성분 자기장의 분포를 고르게 하며 자기장의 세기를 강하게 할 수 있다는 것이다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 RMIM 전극의 제조방법의 장점은, RMIM 전극의 기본 컨셉 형상의 식각 프로파일을 알아낸 다음, 이로부터 전자기장 및 입자거동을 해석하여 이를 보완하는 과정을 시행하여 최적화된 RMIM 전극을 제공할 수 있다는 것이다.

마지막으로, 본 발명의 실시예에 따른 RMIM 전극을 채용한 스퍼터링 장치의 장점은, 타겟의 전 표면을 거치는 고른 식각을 행하고 식각량을 늘리며 입자의 직진성을 향상시켜 기판상에 고른 증착을 함으로써 기판상에 타겟 입자의 증착을 균일하게 하고 스텝 커버리지를 향상시켜 대면적, 저선폭화되는 갭 필링기술에 효과적으로 대응할 수 있다는 것이다.

Claims

삭제
중심부에 위치하는 원통형 마그네트와, 상기 원통형 마그네트를 내부에 포함하는 복수개의 링형 마그네트를 구비하는 마그네트부; 및 상기 마그네트부를 지지하며 비축 회전시키는 회동부;를 구비하며,

상기 복수개의 마그네트는 인접하는 마그네트의 자화방향이 서로 역방향이며, 큰 직경의 링형 마그네트 내부에 작은 직경의 링형 마그네트가 배열되고,

상기 회동부는 상기 마그네트부를 지지하는 비자성 회전판; 및 상기 비자성 회전판의 중심부에 연결되어 상기 비자성 회전판을 비축 회전시키는 회전축;을 구비하는 것을 특징으로 하는 RMIM 전극.
제 2 항에 있어서,

상기 마그네트들은 비대칭 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 RMIM 전극.
제 3 항에 있어서,

상기 마그네트들의 중심은 일치하지 않는 것을 특징으로 하는 RMIM 전극.
제 4 항에 있어서,

상기 비자성 회전판의 표면에 마련되며, 상기 비자성 회전판의 회전 균형을 유지시키는 균형추를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 RMIM 전극.
제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,

상기 링형 마그네트들은 두 개의 링형 마그네트로 이루어지는 것을 특징으로 하는 RMIM 전극.
원통형 마그네트를 중심부에 위치시킨 다음, 상기 원통형 마그네트를 내부에 포함하며 큰 직경의 마그네트의 내부에 작은 직경의 마그네트가 위치하도록 복수개의 링형 마그네트를 배열시키는 기본형 RMIM 전극 형성단계;

상기 기본형 RMIM 전극을 비축 회전시켜 수평성분 자기장의 밀집영역을 추출하는 자기장 해석단계;및

상기 수평성분 자기장이 균일하게 분포하도록 상기 마그네트들의 형상 및 배치를 변형시키는 RMIM 전극 최적화 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 RMIM 전극 제조방법.
제 7 항에 있어서, 상기 기본형 RMIM 전극 형성단계에서,

인접하는 상기 마그네트들의 자화방향이 서로 역방향이 되도록 하는 것을 특징으로 하는 RMIM 전극 제조방법.
제 8 항에 있어서, 상기 자기장 해석단계에서,

상기 마그네트들을 비자성 회전판에 고정시켜 비축 회전시키는 것을 특징으로 하는 RMIM 전극 제조방법.
제 9 항에 있어서, 상기 자기장 해석단계는,

상기 기본형 RMIM 전극과, 상기 기본형 RMIM 전극의 상부에 마련되는 타겟과, 상기 타겟의 물질이 증착되는 기판을 구비하는 스퍼터링 장치를 제조하는 단계;

상기 기본형 RMIM 전극을 비축 회전시켜 상기 타겟의 스퍼터링을 실행하는 단계;

상기 타겟의 식각 깊이의 분포를 산출하는 단계; 및

상기 타겟의 식각 깊이의 분포로부터 수평성분 자기장의 밀집영역을 추출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 RMIM 전극 제조방법.
기판이 장착되는 제1전극부;

상기 기판에 증착되는 물질로 이루어진 타겟이 장착되는 제2전극부;

상기 제2전극부의 후면에 위치하며, 중심부에 위치하는 원통형 마그네트와, 상기 원통형 마그네트를 내부에 포함하는 복수개의 링형 마그네트를 구비하는 마그네트부; 및

상기 마그네트부를 지지하며, 비축 회전시키는 회동부;를 구비하며,

상기 복수개의 마그네트는 인접하는 마그네트의 자화방향이 서로 역방향이며, 큰 직경의 링형 마그네트 내부에 작은 직경의 링형 마그네트가 배열되는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 장치.
제 11 항에 있어서, 상기 회동부는,

상기 마그네트부를 지지하는 비자성 회전판; 및

상기 비자성 회전판의 중심부에 연결되어 상기 비자성 회전판을 비축 회전시키는 회전축;을 구비하는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 장치.
제 12 항에 있어서,

상기 마그네트들은 비대칭 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 장치.
제 13 항에 있어서,

상기 마그네트들의 중심은 일치하지 않는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 장치.
제 14 항에 있어서,

상기 비자성 회전판의 표면에 마련되며, 상기 비자성 회전판의 회전 균형을 유지시키는 균형추를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 장치.
제 14 항 또는 제 15 항에 있어서,

상기 링형 마그네트들은 두 개의 링형 마그네트로 이루어지는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 장치.