KR100978494B1 - 핫 캐소드를 이용하는 마그네트론 스퍼터링 장치 - Google Patents

핫 캐소드를 이용하는 마그네트론 스퍼터링 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 핫 캐소드를 이용하는 마그네트론 스퍼터링 장치에 관한 것이다. 본 발명의 마그네트론 스퍼터링 장치는 타겟과 냉각 시스템 사이에 단열 작용을 하는 개스킷을 삽입시킴으로써, 캐소드 타겟의 표면으로 마그네트론의 방출이 시작되면 타겟의 온도를 상승시켜 핫 캐소드를 구현하고 스퍼터링 속도를 향상시킨다. 따라서 본 발명의 마그네트론 스퍼터링 장치는 스퍼터링 공정의 효율계수를 높일 수 있고, 환경친화적인 진공증착 장치로서 기존의 도금 장치를 대체할 수 있으며, 박막 증착속도를 증가시키고 전기에너지 사용량을 줄일 수 있다. 또한, 본 발명의 마그네트론 스퍼터링 장치는 타겟 표면의 절대온도가 타겟의 절대 녹는점에 비하여 0.7배 내지 0.9배를 유지하도록 온도를 제어한다.
마그네트론 스퍼터링, 개스킷, 핫 캐소드, 공정 효율계수, 타겟 표면 절대온도, 온도제어부

Description

핫 캐소드를 이용하는 마그네트론 스퍼터링 장치{MAGNETRON SPUTTERING APPARATUS USING HOT CATHODE}
본 발명은 마그네트론 스퍼터링 장치에 관한 것으로서, 구체적으로는 스퍼터링 타겟이 자석 시스템의 극편 사이에 배치된 수평식 마그네트론 스퍼터링 장치에 관한 것이다.
스퍼터링(sputtering)은 진공을 이용하는 대표적인 물리증착(physical vapor deposition; PVD) 기술의 하나이다. 스퍼터링의 원리는 플라즈마 상태의 양이온을 캐소드 상의 타겟(target)에 충돌시켜 타겟 표면으로부터 입자를 방출시키고 그 입자가 기판에 증착되도록 하는 것이다.
지금까지 다양한 스퍼터링 방식이 개발되어 이용되고 있는데, 그 중의 하나가 마그네트론 스퍼터링(magnetron sputtering)이다. 마그네트론 스퍼터링의 원리는 캐소드 타겟 배면에 자석을 부착하여 전기장에 수직한 자기장을 형성함으로써 전자들의 움직임을 타겟 주위로 구속하고 이동 경로를 길게 연장시켜 스퍼터 효율을 높이는 것이다.
이하, 도 1을 참조하여 전형적인 마그네트론 스퍼터링 장치에 대하여 설명한 다. 도 1에 도시된 바와 같이, 마그네트론 스퍼터링 장치(10)는 스퍼터링 타겟(11)이 자석 시스템(12) 위에 배치되는 구조이다. 이러한 구조에서 플라즈마 전자를 구속하는 자기력선은 원호 모양을 이루기 때문에, 플라즈마 전자는 타겟 표면(11a)의 일부 지역에만 집중된다. 따라서 박막 증착속도가 비교적 느리고, 타겟 표면(11a)이 스퍼터링 작용에 의해 침식되는 부분(13)이 한정되므로 타겟(11)의 이용률이 25~30%에 불과한 것으로 알려져 있다.
스퍼터링이 타겟(11)의 일부 지역에만 국한되다 보면, 타겟(11)에 큰 전력을 인가했을 때 타겟(11)이 국지적으로 과열되고 그로 인해 열역학적 굴곡이 초래될 뿐만 아니라, 결국에는 자석 시스템(12)의 파괴로까지 이어질 수 있다. 게다가 스퍼터링 작용이 일어나지 않는 부분은 절연막이 형성되어 아킹(arcking)을 유발하는 것으로 알려져 있다.
한편, 도 1의 마그네트론 스퍼터링 장치(10)에서는 원호 모양의 자기력선 분포로 인하여 기판이 가열되는 문제도 발생한다. 도 2를 참조하면, 자기력선의 분포는 기판(21) 쪽으로도 이어지며, 500eV에 이르는 고에너지의 전자나 이온이 자기력선을 따라 기판(21) 쪽으로 이동하면서 플라즈마의 흐름을 형성한다. 이로 인해 기판(21)에는 높은 열이 가해지기 때문에, 비내열성 기판, 즉 폴리머 필름이나 직물과 같이 열에 민감한 기판에는 효율적인 증착을 진행할 수가 없다.
이러한 문제를 해결하기 위해 제안된 것이 수평식 마그네트론 스퍼터링 장치이다. 도 3을 참조하면, 종래의 수평식 마그네트론 스퍼터링 장치(30)는 스퍼터링 타겟(31)이 자석 시스템(32)의 극편(32a) 사이에 배치되고 극편(32a)이 영구자 석(32b) 위에 위치하는 구조이다. 이러한 구조에서는 자기력선이 타겟 표면(31a)에 거의 평행하게 형성될 뿐만 아니라 타겟 표면(31a)의 거의 전부분에 영향을 미친다. 이에 따라 플라즈마 전자들은 타겟(31)과 수직 방향으로의 움직임이 제한을 받으면서 수평 방향으로만 움직일 수 있게 된다.
따라서 수평식 마그네트론 스퍼터링 장치(30)에서는 스퍼터링 효율과 타겟 이용률이 개선되고, 타겟 표면(31a)에서 스퍼터되지 않는 부분이 거의 없어지게 된다. 게다가 타겟(31)에 직접 음전압을 인가하고 자석 시스템(32)은 플로팅 전위(floating potential)로 만들어 전기장을 형성하지 않기 때문에, 수평식 마그네트론 스퍼터링 장치(30)에서는 전자나 이온의 에너지를 약 10eV로 감소시킬 수 있고 하전된 입자가 기판(도시되지 않음) 쪽으로 가속되는 것을 방지할 수 있다. 즉, 기판에 높은 열이 가해지지 않음으로써 비내열성 기판이라도 효율적인 증착을 진행할 수 있게 된다.
그러나 이러한 수평식 마그네트론 스퍼터링 장치(30)도 아직 개선할 여지가 많이 남아있다. 그 중의 하나가 스퍼터링 공정의 낮은 효율계수이다. 종래의 장치(30)는 타겟(31)과 접촉하는 냉각 시스템(33)을 구비하고 있는데, 이 장치(30)로 공급되는 전기에너지 중 단지 5% 정도만이 실제로 마그네트론 방출을 위해 사용되고 있고, 나머지 95%는 냉각 시스템(33)의 동작을 위해 소모된다. 이와 같이 낮은 효율계수를 가지기 때문에 종래의 마그네트론 스퍼터링 장치(30)는 현재 상용화된 도금 장치를 대체하기에 아직 경쟁력이 떨어지는 형편이다.
따라서 본 발명의 목적은 개선된 수평식 마그네트론 스퍼터링 장치를 제공하기 위한 것으로, 구체적으로는 공급되는 전체 전기에너지 중 실제로 마그네트론 방출에 사용되는 비율을 높임으로써, 즉 스퍼터링 공정의 효율계수를 높임으로써, 환경문제를 안고 있는 기존의 도금 장치를 대체할 수 있는 경쟁력을 확보하기 위한 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 수평식 마그네트론 스퍼터링 장치의 공정 효율계수를 높임으로써, 박막 증착속도를 증가시키고 전기에너지 사용량을 줄이기 위한 것이다.
이를 위하여, 본 발명에 따른 마그네트론 스퍼터링 장치는 자석 시스템, 캐소드 역할을 하는 타겟, 애노드, 냉각 시스템, 개스킷을 포함하여 구성된다. 상기 자석 시스템은 수평으로 떨어져 있는 두 개 이상의 영구자석을 구비하며, 상기 타겟은 상기 영구자석 사이에 수평으로 배치된다. 또한, 상기 애노드는 상기 자석 시스템의 주위를 둘러싸도록 배치되고, 상기 냉각 시스템은 상기 타겟의 하부에 위치한다. 상기 개스킷은 상기 타겟과 상기 냉각 시스템 사이에 삽입되며, 전기적으로는 전도성을 가지고 열적으로는 절연성을 가진다.
상기 마그네트론 스퍼터링 장치는 전원공급부와 온도제어부를 더 포함할 수 있다. 상기 전원공급부는 상기 타겟과 상기 애노드에 각각 전류를 공급하며, 상기 온도제어부는 상기 타겟과 연결되어 상기 타겟의 표면 절대온도를 입력받고, 상기 전원공급부와 연결되어 상기 입력받은 표면 절대온도에 따라 상기 전원공급부를 제어한다. 상기 온도제어부는 상기 입력받은 표면 절대온도가 상기 타겟의 절대 녹는점에 비하여 0.7배 내지 0.9배가 되도록 상기 전원공급부를 제어하는 것이 바람직하다.
상기 개스킷은 그라파이트 섬유와 그라파이트 펠트 중의 어느 하나로 이루어질 수 있으며, 상기 마그네트론 스퍼터링 장치는 열전도물을 더 포함할 수 있고, 또한 가스공급 시스템을 더 포함할 수 있다. 상기 열전도물은 상기 타겟과 상기 냉각 시스템 사이에 상기 개스킷과 함께 삽입된다. 상기 가스공급 시스템은 상기 애노드와 결합되어 상기 자석 시스템의 주위에 배치되며, 상기 타겟의 표면을 향하는 가스 분배구를 구비한다.
상기 자석 시스템은 요크와 상기 요크의 가장자리 및 중앙에서 상향 돌출되는 극편을 더 구비할 수 있으며, 이때 상기 영구자석은 상기 극편 위에 배치될 수 있다. 또한, 상기 애노드에는 양전위가 인가될 수 있다.
본 발명에 따른 마그네트론 스퍼터링 장치는 타겟과 냉각 시스템 사이에 단열 작용을 하는 개스킷을 삽입시킴으로써, 캐소드 타겟의 표면으로 마그네트론의 방출이 시작되면 타겟의 온도를 상승시켜(즉, 핫 캐소드를 구현하여) 스퍼터링 속도를 향상시킨다. 마그네트론 방출에 동일한 전기에너지가 사용된다고 할 때, 핫 캐소드는 종래의 캐소드에 비해 훨씬 향상된 스퍼터링 속도를 얻을 수 있으므로 결 국 스퍼터링 공정의 효율계수를 높일 수 있게 된다.
따라서 본 발명의 마그네트론 스퍼터링 장치는 환경친화적인 진공증착 장치로서 기존의 도금 장치를 대체할 수 있으며, 박막 증착속도를 증가시키고 전기에너지 사용량을 줄일 수 있다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 보다 상세하게 설명하고자 한다. 다만, 실시예들을 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술 분야에 잘 알려져 있고 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 가급적 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 핵심을 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.
한편, 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 첨부 도면을 통틀어 동일하거나 대응하는 구성요소에는 동일한 참조번호를 부여한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 핫 캐소드를 이용하는 마그네트론 스퍼터링 장치의 사시도이고, 도 5는 도 4의 A-A선을 따라 절단한 단면도이다.
도 4와 도 5를 참조하면, 본 실시예의 마그네트론 스퍼터링 장치(40)는 스퍼터링 타겟(41)이 자석 시스템(42)의 영구자석(42b) 사이에 배치되는 수평식 구조이다. 스퍼터링 타겟(41)은 음전위가 인가되어 캐소드로 작용하며, 애노드(43)는 양전위가 인가된다. 또한, 자석 시스템(42)은 플로팅 전위에 있도록 한다.
타겟(41)에 직접 음전위를 인가하고 자석 시스템(42)을 플로팅 전위로 만들면 이온과 전자의 에너지가 약 10eV로 대폭 감소하여 기판의 표면온도를 낮게 유지할 수 있다. 더욱이, 접지 전위가 아닌 양전위를 애노드(43)에 인가하면, 타겟(41) 근처의 플라즈마 밀도는 증가하는 반면, 기판(도시되지 않음) 근처의 플라즈마 밀도는 낮아진다. 이는 불필요한 전자들을 끌어들여 플라즈마의 안정성을 향상시킬 뿐만 아니라, 접지 전위에 놓인 기판 쪽으로 흐르는 이온과 전자의 흐름을 제어함으로써 기판의 표면온도를 더욱 낮게 유지할 수 있도록 한다.
자석 시스템(42)은 극편(42a)과 영구자석(42b)과 요크(42c, yoke)로 구성된다. 극편(42)과 요크(42c)는 자성물질로 이루어지고, 요크(42c)는 평판 형태로서 자석 시스템(42)의 기반을 이룬다. 극편(42a)은 요크(42c) 위에 일체로 형성되며 요크(42c)의 가장자리를 따라 상향 돌출될 뿐만 아니라 중앙에서 상향 돌출된다. 또한, 영구자석(42b)은 극편(42a) 위에 놓인다. 요크(42c)의 가장자리를 따라 형성되는 극편(42a)과 영구자석(42b)의 전체 형태는 도 4로부터 알 수 있듯이 마치 경주트랙과 흡사한 형태이다. 결과적으로 자석 시스템(42)에는 극편(42a)과 영구자석(42b)이 형성되지 않은 빈 공간이 생기며, 이 부분에 타겟(41)과 냉각 시스템(44)이 삽입된다.
냉각 시스템(44)은 타겟(41) 하부에 위치한다. 냉각 시스템(44)은 요크(42c)를 관통하는 제1 냉각수 튜브(44a)와 연결되며, 내부로 냉각수가 흐르도록 되어 있다. 제1 냉각수 튜브(44a)는 전원공급부(도시되지 않음)의 음단자와 연결되어 타겟(41)에 음전위를 인가하는 역할도 한다. 냉각 시스템(44)이 나사(도시되지 않음) 와 같은 체결수단을 통해 요크(42c)와 체결됨으로써 타켓(41)은 자석 시스템(42)의 빈 공간 안에서 고정될 수 있다. 냉각 시스템(44)과 타겟(41)은 자석 시스템(42)과 서로 접촉하지 않도록 일정 간격 떨어짐으로써 전기적으로 절연되고, 제1 냉각수 튜브(44a)와 나사는 절연물질(46)로 둘러싸여 요크(42c)와 전기적으로 절연된다. 전기적 절연의 이유는 자석 시스템(42)을 플로팅 전위에 두기 위한 것이다.
자석 시스템(42)도 과열을 방지하기 위해 별도의 냉각수 튜브(도시되지 않음)를 통해 냉각수를 공급받으며, 극편(42a)과 영구자석(42b)의 표면은 열전도물질(47)로 둘러싸여 자석 시스템(42)의 열방출을 돕는다. 열전도물질(47)은 그 안에 여러 개의 영구자석(42b)들이 들어 있을 경우 자기 션트(magnetic shunt)의 역할을 하기도 한다.
애노드(43)는 가스공급 시스템(45)과 함께 형성된다. 즉, 가스공급 시스템(45)은 자석 시스템(42)으로부터 일정 간격만큼 떨어져 그 주위를 둘러싸도록 배치되며, 애노드(43)는 가스공급 시스템(45)의 상단에 결합된다. 가스공급 시스템(45)은 여러 개의 가스 분배구가 타겟(41) 쪽을 향하도록 배치되며 가스의 흐름을 고르게 분배하는 단계식 내부 구조를 가진다. 이를 통해 가스공급 시스템(45)은 타겟 표면(41a) 전체에 골고루 가스를 공급한다. 가스공급 시스템(45)과 애노드(43)에는 제2 냉각수 튜브(45a)가 결합된다. 도면의 이해를 돕기 위해, 도 4에는 애노드(43)와 가스공급 시스템(45)을 도시하지 않았다.
한편, 타겟(41)과 냉각 시스템(44) 사이에는 개스킷(48, gasket)이 삽입된다. 도 6의 분해 사시도는 이를 잘 보여주고 있다. 개스킷(48)은 전기적으로는 전도성을, 열적으로는 절연성을 가지는 전도성 단열 삽입물로, 예를 들어 그라파이트 섬유나 그라파이트 펠트(graphite felt)로 이루어진다. 개스킷(48)은 타겟(41)과 냉각 시스템(44) 사이에서 단열 작용을 한다. 개스킷(48)이 삽입된 후 타겟(41)은 클램프(41b, clamp) 및 나사에 의해 냉각 시스템(44)과 체결된다. 클램프(41b)는 타겟 표면(41a)에 구속된 전자가 옆쪽으로 이탈하지 않도록 막는 역할도 한다.
타겟(41)과 냉각 시스템(44) 사이에는 개스킷(48) 외에도 여러 개의 열전도물(49)이 삽입될 수 있다. 도 6에 예시된 열전도물(49)은 링 형상을 가지며 개스킷(48) 밑에 위치한다. 그러나 열전도물(49)의 형상에는 제한이 없으며, 개스킷(48) 위에 위치할 수도 있다. 후술하겠지만, 타겟(41)은 냉각 시스템(44)으로부터 항상 완전히 단열되어야 하는 것은 아니며, 따라서 개스킷(48)은 적절한 범위 내에서 단열 작용을 해야 한다. 개스킷(48)의 단열 능력은 재질이나 두께에 의존하므로 이를 적절히 선택하면 대부분 원하는 단열 능력을 얻을 수 있지만, 현실적으로 그렇지 못할 경우에는 열전도물(49)을 추가로 삽입하여 개스킷(48)의 단열 능력을 조절할 수 있다.
이하, 타겟(41)과 냉각 시스템(44) 사이에 개스킷(48)을 삽입하는 이유 및 개스킷(48)의 작용에 대하여 설명한다. 타겟(41)에 전류가 공급되기 시작하면 타겟(41)의 온도는 지속적으로 상승한다. 이때 냉각 시스템(44)이 작동함으로써 타겟(41)의 온도를 제어하는 것이 일반적이나, 본 발명은 개스킷(48)에 의해 타겟(41)과 냉각 시스템(44)을 단열시킴으로써 타겟(41)의 온도가 계속 상승하도록 한다. 즉, 핫 캐소드(hot cathode)를 구현한다. 그 이유는 동일한 전력에서 핫 캐 소드 타겟(41)의 스퍼터링 속도가 5배 이상 높기 때문이다.
타겟(41)의 온도가 상승하면 타겟 표면(41a)은 고체 상태에서 액체 상태로 순간적으로 변하는 게 아니라 점진적으로 변하게 된다. 또한, 용해되기 훨씬 이전부터 고체 표면 위의 원자들은 이미 불규칙하게 배열되어 있고 그 불규칙 정도는 오히려 액체일 때보다 상당히 높은 것으로 알려져 있다. 이에 착안하여 연구한 결과, 본 출원인은 타겟 표면(41a)의 절대온도가 타겟(41)의 절대 녹는점에 비하여 0.7배 내지 0.9배일 때 에너지적으로 안정하게 밀집된 많은 양의 자유로운 입자들이 형성됨을 발견하였다. 이런 밀집 입자들의 스퍼터링 속도는 고체상뿐만 아니라 액체상보다도 더 크며, 동일한 전력 조건에서 스퍼터링 속도가 5배 이상 종래보다 높아짐을 확인하였다. 이때, 타겟(41)은 고체 상태이고, 캐소드 냉각수의 양은 3~4배 정도 줄어들게 된다.
다시 개스킷(48)에 대한 설명으로 돌아가서, 핫 캐소드 타겟(41)을 구현하려면, 즉 타겟 표면(41a)의 절대온도가 타겟(41)의 절대 녹는점에 비하여 0.7배 이상이 되도록 하려면, 냉각 시스템(44)에 의한 타겟(41) 냉각 기능을 차단해야 한다. 개스킷(48)이 그러한 작용을 한다. 또 한편으로는 타겟 표면(41a)의 절대온도가 타겟(41)의 절대 녹는점에 비하여 0.9배 이하가 되도록 제어해야 한다. 그 이상이 되면 녹는점에 근접하므로 타겟(41)이 녹을 염려가 있다. 따라서 본 발명은 개스킷(48)을 이용하여 타겟(41)을 무조건 단열시키고자 하는 것이 아니라, 타겟 표면(41a)의 온도를 고온에서 제어하고자 하는 것이다.
이를 위해 본 발명의 마그네트론 스퍼터링 장치는 온도제어 수단을 구비한 다. 이를 예시한 도 7을 참조하면, 챔버(91) 안에 설치된 캐소드(41, 즉 타겟)와 애노드(43)는 각각 전원공급부(92)의 음단자와 양단자에 연결되며 전원공급부(92)로부터 전류를 공급받는다. 또한, 캐소드(41)는 온도제어부(93)와 연결되고, 온도제어부(93)는 전원공급부(92)와 연결된다. 온도제어부(93)는 온도계와 같은 공지의 온도검출 수단을 통해 캐소드(41)의 온도를 입력받고 그 값에 따라 전원공급부(92)를 제어한다.
일례로, 온도제어부(93)는 입력받은 캐소드(41)의 표면 절대온도가 캐소드(41)의 절대 녹는점에 비하여 0.9배 이상이면 전원공급부(92)를 제어하여 캐소드(41)로의 전류 공급을 차단하고, 0.9배가 되지 않으면 캐소드(41)로의 전류 공급을 유지한다. 또한, 캐소드(41) 전류 공급이 차단된 상태에서는 캐소드(41)의 표면 절대온도가 캐소드(41)의 절대 녹는점에 비하여 0.7배 이하이면 전원공급부(92)를 제어하여 캐소드(41)로의 전류 공급을 재개한다.
이상 설명한 본 발명의 실시예에 따른 마그네트론 스퍼터링 장치는 챔버 내의 진공 레벨이 약 5X10-5Torr 이하이고, 아르곤과 같은 가스가 약 2~6X10-3Torr 이하의 압력으로 가스공급 시스템을 통해 공급된다. 전원공급부는 애노드와 캐소드에 전압이 400~1000V이고 전류가 20A 이상인 전기를 공급한다. 또한, 애노드와 캐소드로는 각각 냉각수 튜브를 통해 냉각수가 공급된다. 캐소드 타겟의 표면으로 마그네트론의 방출이 시작되면, 캐소드 타겟은 개스킷이 단열 작용을 하고 있으므로 가열되기 시작한다. 그리고 캐소드의 표면 절대온도가 미리 설정된 값에 이르면 온도제 어부가 이를 검출하여 전원공급부의 캐소드 전기 공급을 차단한다.
지금까지 실시예를 통하여 본 발명에 따른 핫 캐소드를 이용하는 마그네트론 스퍼터링 장치에 대하여 설명하였다. 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
본 발명에 따른 핫 캐소드를 이용하는 마그네트론 스퍼터링 장치는 금속, 유리, 폴리머 필름, 직물을 포함한 다양한 기판에 금속막이나 유전막을 증착하기 위해 이용할 수 있다. 특히, 본 발명의 마그네트론 스퍼터링 장치는 폴리이미드(polyimide)와 같은 폴리머 필름 혹은 직물 등의 비내열성 기판을 대상으로 하는 진공증착 공정에 효율적으로 이용할 수 있으며, 게다가 진공증착 공정이 롤루롤(roll-to-roll) 또는 릴투릴(reel-to-reel) 방식인 경우에도 효과적으로 적용할 수 있다.
도 1은 전형적인 마그네트론 스퍼터링 장치의 주요 부분을 도시한 개략도.
도 2는 도 1의 마그네트론 스퍼터링 장치에서 자기력선을 따라 기판 쪽으로 형성되는 플라즈마의 흐름을 도시한 개략도.
도 3은 종래의 수평식 마그네트론 스퍼터링 장치의 주요 부분을 도시한 개략도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 핫 캐소드를 이용하는 마그네트론 스퍼터링 장치의 사시도.
도 5는 도 4의 A-A선을 따라 절단한 단면도.
도 6은 도 4에 도시된 마그네트론 스퍼터링 장치의 부분 분해 사시도.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 마그네트론 스퍼터링 장치의 온도제어 계통도.

Claims (8)

  1. 수평으로 떨어져 있는 두 개 이상의 영구자석을 구비하는 자석 시스템;
    상기 영구자석 사이에 수평으로 배치되고, 캐소드 역할을 하는 타겟;
    상기 자석 시스템의 주위를 둘러싸도록 배치되는 애노드;
    상기 타겟의 하부에 위치하는 냉각 시스템;
    상기 타겟과 상기 냉각 시스템 사이에 삽입되며, 전기적으로는 전도성을 가지고 열적으로는 절연성을 가지는 개스킷;
    을 포함하는 마그네트론 스퍼터링 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 타겟과 상기 애노드에 각각 전류를 공급하는 전원공급부;
    상기 타겟과 연결되어 상기 타겟의 표면 절대온도를 입력받고, 상기 전원공급부와 연결되어 상기 입력받은 표면 절대온도에 따라 상기 전원공급부를 제어하는 온도제어부;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마그네트론 스퍼터링 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 온도제어부는 상기 입력받은 표면 절대온도가 상기 타겟의 절대 녹는점에 비하여 0.7배 내지 0.9배가 되도록 상기 전원공급부를 제어하는 것을 특징으로 하는 마그네트론 스퍼터링 장치.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중의 어느 한 청구항에 있어서,
    상기 개스킷은 그라파이트 섬유와 그라파이트 펠트 중의 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 마그네트론 스퍼터링 장치.
  5. 청구항 1 내지 청구항 3 중의 어느 한 청구항에 있어서,
    상기 타겟과 상기 냉각 시스템 사이에 상기 개스킷과 함께 삽입되는 열전도물;
    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마그네트론 스퍼터링 장치.
  6. 청구항 1 내지 청구항 3 중의 어느 한 청구항에 있어서,
    상기 애노드와 결합되어 상기 자석 시스템의 주위에 배치되며, 상기 타겟의 표면을 향하는 가스 분배구를 구비하는 가스공급 시스템;
    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마그네트론 스퍼터링 장치.
  7. 청구항 1 내지 청구항 3 중의 어느 한 청구항에 있어서,
    상기 자석 시스템은 요크와 상기 요크의 가장자리 및 중앙에서 상향 돌출되는 극편을 더 구비하며, 상기 영구자석은 상기 극편 위에 배치되는 것을 특징으로 하는 마그네트론 스퍼터링 장치.
  8. 청구항 1 내지 청구항 3 중의 어느 한 청구항에 있어서,
    상기 애노드에는 양전위가 인가되는 것을 특징으로 하는 마그네트론 스퍼터링 장치.
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JPS6233766A (ja) 1985-08-01 1987-02-13 ライボルト・アクチェンゲゼルシャフト 陰極スパツタリング装置で基板を被覆するスパツタリング陰極
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