KR101156224B1 - 마그넷 유닛 및 이를 포함하는 스퍼터 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 적어도 하나의 중앙자석, 중앙자석 주변을 감싸는 적어도 하나의 주변자석을 포함하되, 중앙자석 및 주변자석 중 적어도 어느 하나의 자석은 중앙자석의 길이 방향 또는 길이 방향에 수직 방향으로 왕복 이동하는 것을 특징으로 하는 마그넷 유닛 및 이를 포함하는 스퍼터 장치에 관한 것이다.
스퍼터, 마그넷 유닛

Description

마그넷 유닛 및 이를 포함하는 스퍼터 장치{MAGNET UNIT AND SPUTTERING DEVICE INCLUDING THE SAME}
본 발명은 마그넷 유닛 및 이를 포함하는 스퍼터 장치에 관한 것이다.
스퍼터 장치는 반도체, LCD 기판 또는 태양전지 기판 제조 시 박막을 증착하는 장치이다. 스퍼터 장치는 마그넷 유닛과 타겟 사이에 형성된 플라즈마에 의해 증착 물질을 기판에 성막시키는 장치이다.
마그넷 유닛은 사각형 형태의 타겟에 터널 형태의 자속을 형성하기 위하여 중앙자석과 주변자석을 구비한다.
이때, 마그넷 유닛의 형상은 중앙부에서는 직선이고 양 끝단은 곡선이다. 이에 따라, 마그넷 유닛이 수평 왕복할 경우에 중앙부와 양측 끝단의 타겟의 침식량이 불균일하다. 마그넷 유닛의 중앙부와 양측 끝단측과 각각 대응하는 영역의 타겟 면의 침식량이 불균일 할 경우 타겟 이용 효율을 떨어뜨리고, 타겟 수명이 짧아진다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 중앙자석의 양측 끝단과 대응하는 타겟 영역에서 중앙자석 및 주변자석 중 어느 하나의 자석을 이동시켜 마그넷 유닛의 중앙부와 양 끝단측과 대응하는 타겟면의 침식량 불균일을 줄여 타겟 이용효율을 향상시키는 데 있다.
본 발명의 해결하고자 하는 다른 과제는 중앙자석의 양 끝단측 주변자석 외부에 적어도 하나의 보조자석을 구비하여 마그넷 유닛의 중앙부와 양 끝단측과 대응하는 타겟면의 침식량 불균일을 줄여 타겟 이용효율을 향상시키는 데 있다.
본 발명의 해결하고자 하는 또 다른 과제는 보조자석을 이동 또는 회전시켜 마그넷 유닛의 중앙부와 양 끝단측과 대응하는 타겟면의 침식량 불균일을 줄여 타겟 이용효율을 향상시키는 데 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 적어도 하나의 중앙자석; 및 상기 중앙자석 주변을 감싸는 적어도 하나의 주변자석을 포함하되, 상기 중앙자석 및 상기 주변자석 중 적어도 어느 하나의 자석은 상기 중앙자석의 길이 방향 또는 상기 길이 방향에 수직 방향으로 왕복 이동하는 것을 특징으로 하는 마그넷 유닛을 제공한다.
상기 마그넷 유닛은 상기 중앙자석과 상기 주변자석이 서로 다른 방향으로 왕복 이동할 수 있다.
상기 마그넷 유닛은 상기 주변자석 외측에 상기 중앙자석 및 상기 주변자석 중 어느 하나와 자계폐곡선을 형성하는 적어도 하나의 보조자석을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면 적어도 하나의 중앙자석; 상기 중앙자석 주변을 감싸는 적어도 하나의 주변자석; 및 상기 주변자석 외측에 위치하며, 상기 중앙자석의 양 끝단측에 위치하는 적어도 하나의 보조자석을 포함하는 마그넷 유닛을 제공할 수 있다.
여기서, 상기 보조자석은 상기 중앙자석의 길이방향으로 주기적으로 왕복 이동할 수 있다.
그리고 상기 보조자석은 상기 중앙자석의 길이방향에 수직인 방향으로 주기적으로 왕복 이동할 수 있다.
또한, 상기 보조자석은 서로 다른 극성의 자석이 결합되며, 서로 다른 극성의 상기 중앙자석과 동일한 극성 또는 다른 극성이 되도록 주기적으로 회전할 수 있다.
또한, 상기 보조자석은 소정의 간격으로 이격된 제1 보조자석 및 제2 보조자석을 포함하며, 상기 제1 보조자석과 상기 제2 보조자석 중 적어도 어느 하나의 자석은 주기적으로 회전할 수 있다.
이때, 상기 제1 보조자석과 상기 제2 보조자석은 서로 다른 극성의 자석이 결합되며, 상기 제1 보조자석과 상기 제2 보조자석은 동일한 극성이 상기 중앙자석과 마주하게 배치될 수 있다.
그리고 상기 제1 보조자석과 상기 제2 보조자석은 서로 다른 극성의 자석이 결합되며, 상기 제1 보조자석과 상기 제2 보조자석은 서로 다른 극성이 상기 중앙자석과 마주하게 배치될 수 있다.
그리고 제1 보조자석 및 상기 제2 보조자석은 상기 중앙자석의 길이방향 또는 상기 길이방향에 수직인 방향으로 주기적으로 왕복 이동할 수 있다.
여기서, 상기 중앙자석 및 상기 주변자석 중 적어도 어느 하나의 자석은 상기 중앙자석의 길이방향으로 주기적으로 왕복 이동할 수 있다.
그리고 상기 중앙자석 및 상기 주변자석 중 적어도 어느 하나의 자석은 상기 중앙 자석의 길이방향에 수직인 방향으로 주기적으로 왕복 이동할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 적어도 하나의 중앙자석과 상기 중앙자석 주변을 감싸는 적어도 하나의 주변자석을 포함하는 마그넷 유닛; 상기 중앙자석 및 상기 주변자석 중 적어도 하나의 자석이 고정되는 요크; 상기 중앙자석 및 상기 주변자석 중 적어도 하나의 자석을 주기적으로 이동시키는 마그넷 유닛 이동수단; 상기 마그넷 유닛과 대향하게 형성된 타겟; 및 상기 타겟이 고정되는 백킹 플레이트를 포함하는 스퍼터 장치를 제공할 수 있다.
이때, 상기 마그넷 유닛은 상기 주변자석의 외측에 배치되며, 상기 중앙자석의 양 끝단측에 배치된 적어도 하나의 보조자석을 더 포함할 수 있다.
그리고 상기 보조자석은 고정될 수 있다.
상기 보조자석은 상기 중앙자석의 길이방향 또는 상기 길이방향에 수직인 방향으로 주기적으로 왕복 이동할 수 있다.
그리고 상기 보조자석은 서로 다른 극성의 자석이 결합되며, 상기 보조자석은 주기적으로 회전할 수 있다.
이때, 상기 보조자석은 상기 서로 다른 극성이 결합된 제1 보조자석 및 제2 보조자석을 구비할 수 있다.
또한, 상기 마그넷 유닛은 2개 이상이 병렬로 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면 마그넷 유닛의 중앙자석 양 끝단측과 대응하는 타겟 영역의 침식량을 줄여 타겟 이용효율을 향상시킬 수 있다.
본 발명에 일 실시 예에 따르면 중앙자석 양 끝단측과 대응하는 타겟 영역의 침식량을 줄여 타겟의 수명을 길게 할 수 있다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면 번호에 상관없이 동일한 수단에 대해서는 동일한 참조 번호를 사용하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 다른 스퍼터 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 스퍼터 장치는 요크(150), 마그넷 유닛(100), 구동부(200), 마그넷 유닛 이동수단(160), 메인 전원(300), 타겟(500), 백킹 플레이트(400) 및 기판 안착부(700)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 기판 안착부(700)는 증착될 타겟 물질이 기판(600)에 균일하게 증착될 수 있도록 기판(600)을 고정한다. 기판 안착부(700)는 기판(600)이 안착되면 고정수단 등을 이용하여 기판(600)의 가장자리 영역을 고정하거나, 기판(600)의 뒷면에서 기판(600)을 고정할 수 있다.
정지형 스퍼터 장치일 경우 상기의 고정수단이 불필요할 수 있다. 이때, 기판 안착부(700)는 기판(600)을 리프트 시키는 리프트 핀이 구비될 수도 있다.
그러나 정지형 스퍼터 장치에서 수직으로 스퍼터를 할 경우에 기판을 기립기립시키고 고정하는 고정수단이 구비될 수 있다.
기판 안착부(700)는 인-라인(In-Line) 스퍼터 장치일 경우에 기판(600)을 고정할 수 있는 고정수단이 구비된 캐리어 장치일 수 있다.
타겟(500)은 기판(600)에 증착될 물질이다. 예를 들면, 타겟(500)은 금, 은, 구리, 알루미늄, 텅스텐, 몰리브덴 등의 금속 물질, 또는 이들 중 적어도 하나를 포함하는 합금일 수 있다. 또한, 타겟(500)은 금속산화물일 수 있으며, 유전체일 수도 있다.
타겟(500)은 백킹 플레이트(400)에 고정된다.
마그넷 유닛(100)은 요크(150)에 고정된다. 마그넷 유닛(100)은 자계를 형성하는 중앙자석(110) 및 중앙자석(110)에 환상으로 형성된 주변자석(120)을 포함한다. 마그넷 유닛(100)은 복수개가 요크(150)에 고정될 수 있다. 예를 들면 도 1에 도시된 중앙자석(110)과 주변자석(120)이 복수개가 병렬로 요크(150)에 고정될 수 있다.
마그넷 유닛(100)은 보조자석(도시되지 않음)을 더 포함할 수 있다. 이때, 보조자석(도시되지 않음)은 요크(150)에 고정되거나, 챔버에 고정될 수 있다. 또한, 보조자석(130)은 마그넷 유닛 이동수단(160)과 별도로 연결되어 왕복이동 또는 회전할 수 있다.
마그넷 유닛(100)에 대한 구체적인 설명은 추후 도 2 내지 도 11에서 더 자세히 설명하기로 한다.
요크(150)는 마그넷 유닛(100)을 고정한다. 요크(150)는 마그넷 유닛 이동수단(160)과 연결된다.
마그넷 유닛 이동수단(160)은 마그넷 유닛(100)을 수평 방향으로 왕복 이동하도록 할 수 있다. 또한, 마그넷 유닛 이동수단(160)은 마그넷 유닛(100)을 타겟 방향으로 왕복 또는 일시적으로 이동시킬 수도 있다. 이에 대한 설명은 도 2 내지 도 11에서 X축, Y축 방향으로 설명된다.
여기서, 마그넷 유닛 이동수단(160)은 도 1에 도시되지 않았으나 보조자석(130)을 이동시킬 수도 있다.
마그넷 유닛 이동수단(160)은 구동부(200)로부터 제어 신호를 통해 방향, 주기 및 속도가 결정된다.
정지형 스퍼터 장치 또는 인라인 스퍼터 장치 각각에서 마그넷 유닛이 이동하는 속도를 조절할 수 있다.
메인 전원(300)은 마그넷 유닛 이동수단(160)에 전원을 공급한다. 메인 전원(300)은 백킹 플레이트(400)에 플라즈마를 형성할 수 있도록 전압을 인가할 수 있다.
타겟 표면에 플라즈마를 발생시키기 위해 백킹 플레이트(400)에는 별도의 전원으로부터 전압이 인가될 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 마그넷 유닛의 제1 실시 예를 도시한 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 마그넷 유닛은 중앙자석(110) 및 주변자석(120)을 포함한다.
구체적으로, 중앙자석(110)은 상측이 S극을 이루고, 하측이 N극인 자석이다. 중앙자석(110)은 전면으로부터 자계가 방출된다.
주변자석(120)은 중앙자석(110)의 외측을 감싸도록 형성된다. 이에 따라, 중앙자석(110)과 주변자석(120) 사이에 폐곡선의 자계가 형성된다.
이때, 백킹 플레이트에 전압이 인가되면 타겟과 기판 사이에 플라즈마가 형성된다. 플라즈마에 의해서 타겟을 이루는 구성물질이 방출되면서 타겟은 에로존이 발생한다.
중앙자석(110)과 주변자석(120)의 직선부와 대응하는 타겟의 에로존과, 양 끝단과 대응하는 타겟의 에로존이 분균일하게 형성되는 것을 방지하기 위하여, 본 발명의 제1 실시 예에서는 중앙자석(110)이 X축 방향으로 왕복 이동할 수 있다.
중앙자석(110)은 주변자석(120)의 내부에서 길이방향으로 왕복운동하므로 중앙자석(110)의 양 끝단과 대응되는 면적이 넓어져 타겟의 에로존이 불균일하게 형성되는 것을 방지할 수 있다.
도 2에서는 도시하지 않았으나, 중앙자석(110)은 고정되고 주변자석(120)이 중앙자석(110)의 길이방향으로 왕복운동을 할 수 있다. 이에 따라, 중앙자석(110)의 양 끝단 영역과 대응되는 타겟 면은 자계가 시간적으로 변하므로 에로존이 불균일하게 형성되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에서는 중앙자석(110)과 주변자석(120)이 중앙자석의 길이방향으로 왕복 운동할 수 있다. 이때, 중앙자석(110)과 주변자석(120)이 서로 마주하도록 왕복운동을 한다. 예를 들면, 중앙자석(110)이 도 2에서 X축 방향의 위쪽으로 이동할 때, 주변자석(120)은 X축 아래 방향으로 이동한다. 여기서, 중앙자석(110)과 주변자석(120)은 서로 맞닿지 않을 정도로 왕복 할 수 있다.
또한, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 마그넷 유닛은 중앙자석(110)과 주변자석(120)이 도 1에 도시된 요크(150)에 고정되고, Y축 방향으로 왕복 운동할 수 있다. 왕복 운동의 영역은 기판에 스퍼터링이 가능한 영역 또는 타겟의 에지 영역으로 제한될 수 있다.
도 3은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 마그넷 유닛을 도시한 도면이다.
도 3은 도 2와 대비하여 보조자석(130)을 더 포함하는 것을 제외한 나머지 구성요소는 동일하다. 따라서, 동일한 구성요소에 대한 중복된 설명은 생략하기로 한다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 마그넷 유닛은 중앙자석(110), 주변자석(120) 및 보조자석(130)을 포함한다.
구체적으로, 중앙자석(110)과 주변자석(120)은 자계를 형성한다.
보조자석(130)은 주변자석(120) 외측에 형성된다. 보조자석(130)은 중앙자석(110)의 양 끝단측에 형성된다. 보조자석(130)은 중앙자석(110) 또는 주변자석(120)과 자계를 형성하여 에로존 영역을 넓혀준다.
예를 들면, 보조자석(130)이 N극으로 형성되어 중앙자석(110)으로부터 발생된 자계가 주변자석(120) 및 보조자석(130) 측으로 향하게 되므로 자계의 분포가 넓어진다. 이에 따라, 에로존이 발생되는 플라즈마의 분포가 넓어져 타겟의 에로존 넓이는 넓어지고, 상대적으로 에로존 깊이는 낮아져 타겟 이용효율 및 수명이 증가하는 효과가 있다.
도 4는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 마그넷 유닛을 도시한 도면이다.
도 4에 도시된 중앙자석(110), 주변자석(120) 및 보조자석(130)은 도 3에 도시된 구성요소와 동일한 구성요소이므로 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 제3 실시 예에 따른 마그넷 유닛은 중앙자석(110), 주변자석(120) 및 보조자석(130)을 포함한다. 도 4에서는 중앙자석(110)과 주변자석(120)이 X축 방향으로 왕복하는 것을 예를 들어 도시하고 있다.
구체적으로, 본 발명의 제3 실시 예에 따른 마그넷 유닛은 중앙자석(110), 주변자석(120) 및 보조자석(130) 중 적어도 어느 하나의 자석이 X축 방향으로 왕복할 수 있다.
보조자석(130)은 고정되고, 중앙자석(110)과 주변자석(120)은 X축 방향으로 이동할 수 있다. 이에 따라, 중앙자석(110) 및 주변자석(120)은 보조자석(130)과의 거리가 주기적으로 변한다. 중앙자석(110)과 주변자석(120)은 보조자석(130)과의 거리가 변함에 따라, 플라즈마 발생영역이 넓어지고, 국부적 강도는 약해진다. 따라서, 보조자석(130)과 중앙자석(110) 및 주변자석(120) 사이에 형성되는 영역과 대응하는 타겟 영역은 에로존 영역이 넓어지고 에로존 깊이는 낮아진다.
상술한 바와 같이, 보조자석(130)과 중앙자석(110) 및 주변자석(120)의 거리가 주기적으로 변함에 따라 플라즈마 발생면적 및 강도가 변하고, 이에 대응하는 영역의 타겟은 플라즈마에 상응하여 에로존이 넓어지며, 에로존 깊이는 낮아진다. 따라서, 타겟의 수명이 증가하는 효과가 있다.
도 4에 도시되지는 않았으나, 주변자석(120)과 보조자석(130)은 고정되고, 중앙자석(110)만이 X축 방향으로 왕복 할 수 있다. 또한, 중앙자석(110)과 보조자석(130)은 고정되고, 주변자석(120)만이 X축 방향으로 주기적으로 왕복 할 수 있다.
이때, 보조자석(130)의 극성은 N극 또는 S극일 수 있다.
도 5는 본 발명의 제 4실시 예에 따른 마그넷 유닛을 도시한 도면이다.
도 5는 도 4와 대비하여 보조자석(130)을 중심으로 중앙자석(110) 및 주변자석(120)이 Y축 방향으로 왕복하는 것을 제외하고는 동일하므로 중복된 설명은 생략하기로 한다.
도 5를 참조하면, 중앙자석(110), 주변자석(120) 및 보조자석(130)을 포함한다.
구체적으로, 중앙자석(110)과 주변자석(120)은 좌우로 왕복할 수 있다. 즉, 중앙자석(110)과 주변자석(120)은 보조자석(130) 사이에서 Y축 방향으로 왕복할 수 있다. 보조자석(130)은 고정되고, 중앙자석(110)과 주변자석(120)이 Y축 방향으로 왕복할 수 있다.
중앙자석(110)과 주변자석(120)은 도 1에 도시된 타겟(500)의 영역 내에서 Y축 방향으로 왕복한다.
보조자석(130)은 중앙자석(110)과 주변자석(120)이 왕복하는 최대 거리의 중간에 위치한다. 보조자석(130)은 고정되며, N극 또는 S극일 수 있다.
한편, 도 5에 도시되지 않았으나, 중앙자석(110)과 보조자석(130)은 고정되고 주변자석(120)만 Y축 방향으로 왕복할 수 있다. 또한, 주변자석(120)과 보조자석(130)은 고정되고 중앙자석(110)만 Y축 방향으로 왕복할 수도 있다.
도 4 및 도 5에 도시되지 않았으나, 본 발명의 실시 예에 따른 마그넷 유닛은 보조자석(130)이 고정되고, 중앙자석(110) 및 주변자석(120) 중 적어도 어느 하나의 자석이 X, Y축으로 이동할 수 있다. 이때, 중앙자석(110) 및 주변자석(120) 중 적어도 어느 하나의 자석은 X축 방향, Y축 방향, X축 방향, Y축 방향으로 순차적으로 이동할 수도 있다. 이와 반대인 경우도 가능하다.
도 6은 본 발명의 제5 실시 예에 따른 마그넷 유닛을 도시한 도면이다.
도 6은 중앙자석(110), 주변자석(120) 및 보조자석(130)의 구성요소를 구비 하며, 보조자석(130)이 Y축 방향으로 왕복하는 것을 제외하고는 도 3과 동일한 구성요소를 구비하므로, 동일한 구성요소에 대한 중복된 설명은 생략하기로 한다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 제5 실시 예에 따른 마그넷 유닛은 보조자석(130)이 Y축 방향으로 왕복 이동한다.
구체적으로, 중앙자석(110) 및 주변자석(120)은 고정되어 있고 보조자석(130)이 Y축 방향으로 왕복한다.
이때, 중앙자석(110) 및 주변자석(120) 중 어느 하나의 자석은 Y축 방향으로 왕복할 수 있다. 여기서, 중앙자석(110) 및 주변자석(120) 중 Y축 방향으로 왕복하는 자석은 보조자석(130)이 이동하는 방향과 반대 방향으로 왕복할 수 있다.
그리고 중앙자석(110) 및 주변자석(120) 중 Y축 방향으로 왕복하는 자석은 보조자석(130)이 이동하는 방향과 동일한 방향으로 왕복할 수 있다.
또한, 중앙자석(110) 및 주변자석(120) 중 어느 하나의 자석은 X축 방향으로 왕복할 수도 있다.
그리고 중앙자석(110) 및 주변자석(120) 중 어느 하나의 자석은 X 및 Y축 방향으로 주기적으로 순환할 수 있다. 예를 들면, X축 방향, Y축 방향, X축 방향, Y축 방향으로 순착적으로 이동할 수 있다. 이와 반대인 경우도 가능하다.
이에 따라, 보조자석(130)과 중앙자석(110) 및 주변자석(120) 사이의 거리가 변함에 따라, 타겟의 에로존 영역이 넓어지고 에로존 깊이는 낮아진다. 이에 따라, 타겟의 이용효율 및 수명이 증가하는 효과가 있다.
도 6에서는 보조자석(130)이 Y축 방향으로 왕복하는 것을 도시하였으나, 이 에 한정되지 않고, X축 방향으로 주기적으로 왕복할 수도 있다.
도 7은 본 발명의 제6 실시 예에 따른 마그넷 유닛을 도시한 도면이다.
도 7을 참조하면, 중앙자석(110), 주변자석(120) 및 보조자석(130)을 포함한다. 중앙자석(110)과 보조자석(130)은 도 2에 도시된 것과 동일한 구성요소 이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
보조자석(130)은 시간에 따라 회전한다. 예를 들면, 주변자석(120)과 동일한 극성인 N극으로 소정시간 동안 유지한 후에, 회전한 후 소정시간동안 S극으로 유지될 수 있다.
또한, 보조자석(130)은 일정한 주기로 회전할 수 있다.
한편, 본 발명의 제6 실시 예에 따른 마그넷 유닛은 보조자석(130)이 회전하는 동안 중앙자석(110) 및 주변자석(120)은 보조자석(130)을 기준으로 X축 또는 Y축 방향 중 적어도 한 방향으로 왕복이동 할 수 있다.
예를 들면, 보조자석(130)이 회전하는 동안 중앙자석(110) 및 주변자석(120)은 X축 방향으로 왕복 이동 할 수 있다. 또한, 보조자석(130)이 회전하는 동안 중앙자석(110) 및 주변자석(120)은 Y축 방향으로 왕복이동 할 수 있다.
도 8은 본 발명의 제7 실시 예에 따른 마그넷 유닛을 도시한 도면이다. 도 8은 도 7과 대비하여 중앙자석(110) 및 주변자석(120)은 고정되고, 보조자석(130)이 회전 및 X, Y축 방향으로 왕복하는 것을 제외하고는 동일하므로 동일한 구성에 대 한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 8을 참조하면, 중앙자석(110), 주변자석(120) 및 보조자석(130)을 포함한다.
중앙자석(110) 및 주변자석(120)은 고정되고, 보조자석(130)은 시간에 따라 회전 및 왕복 이동할 수 있다.
보조자석(130)은 주기적으로 회전할 수 있으며, 이와 동시에 X축 또는 Y축 방향으로 왕복이동 할 수 있다. 여기서, X축 또는 Y축 중 한 방향으로 이동하거나 X, Y축 방향으로 교대로 이동할 수 있다.
또한, 보조자석(130)은 X축 또는 Y축으로 이동하는 동안에는 회전하지 않고 정지시에만 회전할 수도 있다.
그리고, 본 발명의 제7 실시 예에 따른 마그넷 유닛은 보조자석(130)이 이동 또는 회전하는 동안 중앙자석(110)과 주변자석(120)이 X축 또는 Y축 방향으로 주기적으로 왕복 이동 할 수도 있다.
도 9는 본 발명의 제8 실시 예에 따른 마그넷 유닛을 도시한 도면이다.
도 9를 참조하면, 중앙자석(110), 주변자석(120) 및 보조자석(130)을 포함한다. 여기서, 보조자석(130)은 복수의 보조자석을 포함할 수 있다. 도 9에 도시된 중앙자석(110) 및 주변자석(120)은 도 2에 도시된 중앙자석(110) 및 주변자석(120)과 동일한 구성요소이므로, 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
구체적으로, 보조자석(130)은 제1 보조자석(131) 및 제2 보조자석(132)을 포 함한다. 제1 보조자석(131)과 제2 보조자석(132)은 소정의 간격을 두고 이격될 수 있다. 제1 보조자석(131)과 제2 보조자석(132)의 이격 거리는 보조자석(130)의 자석세기, 크기 등에 따라 달라질 수 있다.
중앙자석(110) 및 주변자석(120)은 제1 보조자석(131) 및 제2 보조자석(132) 사이를 X축 또는 Y축 방향으로 왕복할 수 있다.
또한, 중앙자석(110) 및 주변자석(120)은 X축 및 Y축 방향으로 교대로 이동할 수 있다. 예를 들면, 중앙자석(110) 및 주변자석(120)은 상단의 제1 보조자석(131)측으로 이동한 후, 제2 보조자석(132)측으로 이동한다. 다음으로 하단의 제2 보조자석(132)측으로 이동한 후, 제1 보조자석(131)측으로 이동한다. 중앙자석(110) 및 주변자석(120)은 폐루프를 형성하면서 이동할 수 있다.
도 9에서는 보조자석(130)이 2개인 것을 예를 들어 설명하였으나, 3개 이상이 일렬로 배치될 수 있다.
이때, 중앙자석(110)과 주변자석(120)은 Y축 방향으로 왕복 이동하거나, 상술한 바와 같이, X축과 Y축 방향으로 이동할 수도 있다.
도 9에서는 중앙자석(110)과 주변자석(120)이 X축 또는 Y축 방향으로 이동하는 것을 설명하였으나, 중앙자석(110) 및 주변자석(120)은 고정되고 보조자석(130) X축 또는 Y축 방향으로 왕복 이동할 수도 있다. 그리고 중앙자석(110)과 주변자석이 X축 또는 Y축 방향으로 이동하는 동안 보조자석(130)은 X축 또는 Y축 방향으로 왕복 이동할 수도 있다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 제9 실시 예에 따른 마그넷 유닛을 도시한 도면이다.
도 10 및 도 11은 도 3과 대비하여 보조자석(130)이 복수인 것을 제외하고는 동일한 구성요소를 구비하므로, 동일한 구성요소에 대한 중복된 설명은 생략하기로 한다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 중앙자석(110), 주변자석(120) 및 복수의 보조자석(130)을 포함할 수 있다.
구체적으로, 중앙자석(110) 및 주변자석(120)은 고정되어 있으며, 제1 보조자석(131)과 제2 보조자석(132)은 회전한다. 이때, 제1 보조자석(131)과 제2 보조자석(132)은 도 10에 도시된 것과 같이, 각각 같은 극성이 주변자석(120)과 마주하도록 배치될 수 있다. 예를 들면, 제1 보조자석(131)의 N극이 주변자석(120)측에 위치할 때, 제2 보조자석(132)의 N극도 주변자석(120)측에 위치한다. 제1 보조자석(131) 및 제2 보조자석(132)은 각각 동일한 방향 또는 서로 다른 방향으로 회전할 수 있다.
제1 보조자석(131)과 제2 보조자석(132)은 동일한 속도 또는 동일한 주기로 회전할 수 있다.
제1 보조자석(131)과 제2 보조자석(132)은 도 11에 도시된 바와 같이, 서로 다른 극성의 자석이 주변자석(120) 측에 배치되어 회전할 수 있다. 예를 들면, 제1 보조자석(131)의 N극이 주변자석(120)측에 위치할 때, 제2 보조자석(132)의 S극은 주변자석(120)측에 위치한다. 제1 보조자석(131) 및 제2 보조자석(132)은 각각 동 일한 방향 또는 서로 다른 방향으로 회전할 수 있다.
제1 보조자석(131)과 제2 보조자석(132)은 동일한 속도 또는 동일한 주기로 회전할 수 있다.
이때, 중앙자석(110) 및 주변자석(120)은 X축 또는 Y축 방향으로 왕복 이동할 수 있다.
본 발명의 제1 내지 제9 실시 예에 따르면, 중앙자석 또는 주변자석을 주기적으로 왕복이동시켜 중앙자석의 끝단과 대응되는 타겟 영역에서의 침식량을 줄여 타겟 이용 효율을 높이고 수명을 증가시킬 수 있다.
또한, 보조자석을 구비하여 중앙자석의 끝단과 대응되는 타겟 영역에서의 침식량을 줄여 타겟 이용 효율을 높이고 수명을 증가시킬 수 있다.
그리고 보조자석을 회전시키거나, 주기적으로 왕복이동시켜 중앙자석의 끝단과 대응되는 타겟 영역에서의 침식량을 줄여 타겟 이용 효율을 높이고 수명을 증가시킬 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스퍼터 장치를 도시한 도면.
도 2 내지 도 11은 본 발명의 제1 내지 제9 실시 예에 따른 마그넷 유닛을 각각 도시한 도면들.
<도면부호의 간단한 설명>
100: 마그넷 유닛
110: 중앙자석
120: 주변자석
130: 보조자석
150: 요크
160: 마그넷 유닛 이동수단
200: 구동부
300: 메인 전원
400: 백킹 플레이트
500: 타겟
600: 기판
700: 기판 안착부

Claims (20)

  1. 적어도 하나의 중앙자석; 및
    상기 중앙자석 주변을 감싸는 적어도 하나의 주변자석을 포함하되,
    상기 주변자석이 고정되고 상기 중앙자석이 상기 주변자석 내부에서 상기 중앙자석의 길이 방향으로 왕복이동하거나, 상기 중앙자석이 고정되고 상기 주변자석이 상기 길이방향으로 왕복이동하거나, 상기 중앙자석 및 상기 주변자석이 상기 길이방향에서 각각 반대방향으로 왕복이동하는 것을 특징으로 하는 마그넷 유닛.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 주변자석 외측에 상기 중앙자석 및 상기 주변자석 중 어느 하나와 자계폐곡선을 형성하는 적어도 하나의 보조자석을 더 포함하는 마그넷 유닛.
  4. 적어도 하나의 중앙자석;
    상기 중앙자석 주변을 감싸는 적어도 하나의 주변자석; 및
    상기 주변자석 외측에 위치하며, 상기 중앙자석의 양 끝단측에 위치하는 적어도 하나의 보조자석을 포함하되,
    상기 중앙자석 및 상기 주변자석은 고정되고, 상기 보조자석은 상기 중앙자석의 길이방향 또는 상기 길이방향에 수직인 방향으로 주기적으로 왕복 이동하는 것을 특징으로 하는 마그넷 유닛.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 적어도 하나의 중앙자석;
    상기 중앙자석 주변을 감싸는 적어도 하나의 주변자석; 및
    상기 주변자석 외측에 위치하며, 상기 중앙자석의 양 끝단측에 위치하는 적어도 하나의 보조자석을 포함하되,
    상기 보조자석은 서로 다른 극성의 자석이 결합되며, 상기 중앙자석과 동일한 극성 또는 다른 극성이 되도록 주기적으로 회전하는 것을 특징으로 하는 마그넷 유닛.
  8. 적어도 하나의 중앙자석;
    상기 중앙자석 주변을 감싸는 적어도 하나의 주변자석; 및
    상기 주변자석 외측에 위치하며, 상기 중앙자석의 양 끝단측에 위치하는 적어도 하나의 보조자석을 포함하되,
    상기 보조자석은 소정의 간격으로 이격된 제1 보조자석 및 제2 보조자석을 포함하며,
    상기 제1 보조자석과 상기 제2 보조자석 중 적어도 어느 하나의 자석은 주기적으로 회전하는 것을 특징으로 하는 마그넷 유닛.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제1 보조자석과 상기 제2 보조자석은 서로 다른 극성의 자석이 결합되며, 상기 제1 보조자석과 상기 제2 보조자석은 동일한 극성이 상기 중앙자석과 마주하게 배치된 것을 특징으로 하는 마그넷 유닛.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 제1 보조자석과 상기 제2 보조자석은 서로 다른 극성의 자석이 결합되며, 상기 제1 보조자석과 상기 제2 보조자석은 서로 다른 극성이 상기 중앙자석과 마주하게 배치된 것을 특징으로 하는 마그넷 유닛.
  11. 제 9 항 또는 제10에 있어서,
    상기 제1 보조자석 및 상기 제2 보조자석은 상기 중앙자석의 길이방향 또는 상기 길이방향에 수직인 방향으로 주기적으로 왕복 이동하는 것을 특징으로 하는 마그넷 유닛.
  12. 적어도 하나의 중앙자석;
    상기 중앙자석 주변을 감싸는 적어도 하나의 주변자석; 및
    상기 주변자석 외측에 위치하며, 상기 중앙자석의 양 끝단측에 위치하는 적어도 하나의 보조자석을 포함하되,
    상기 중앙자석 및 상기 주변자석 중 적어도 어느 하나의 자석은 상기 중앙자석의 길이방향으로 주기적으로 왕복 이동하는 것을 특징으로 하는 마그넷 유닛.
  13. 삭제
  14. 적어도 하나의 중앙자석 및 상기 중앙자석 주변을 감싸는 적어도 하나의 주변자석을 포함하는 마그넷 유닛;
    상기 중앙자석 및 상기 주변자석 중 적어도 하나의 자석이 고정되는 요크;
    상기 중앙자석 및 상기 주변자석 중 적어도 하나의 자석을 주기적으로 이동시키는 마그넷 유닛 이동수단;
    상기 마그넷 유닛과 대향하게 형성된 타겟; 및
    상기 타겟이 고정되는 백킹 플레이트를 포함하되,
    상기 주변자석이 고정되고 상기 중앙자석이 상기 주변자석 내부에서 상기 중앙자석의 길이 방향으로 왕복이동하거나, 상기 중앙자석이 고정되고 상기 주변자석이 상기 길이방향으로 왕복이동하거나, 상기 중앙자석 및 상기 주변자석이 상기 길이방향에서 각각 반대방향으로 왕복 이동하는 것을 특징으로 스퍼터 장치.
  15. 적어도 하나의 중앙자석 및 상기 중앙자석 주변을 감싸는 적어도 하나의 주변자석을 포함하는 마그넷 유닛;
    상기 중앙자석 및 상기 주변자석 중 적어도 하나의 자석이 고정되는 요크;
    상기 중앙자석 및 상기 주변자석 중 적어도 하나의 자석을 주기적으로 이동시키는 마그넷 유닛 이동수단;
    상기 마그넷 유닛과 대향하게 형성된 타겟; 및
    상기 타겟이 고정되는 백킹 플레이트를 포함하되,
    상기 주변자석 외측에 위치하며, 상기 중앙자석의 양 끝단측에 위치하는 적어도 하나의 보조자석을 더 포함하되,
    상기 중앙자석 및 상기 주변자석은 고정되고, 상기 보조자석은 상기 중앙자석의 길이방향 또는 상기 길이방향에 수직방향으로 주기적으로 왕복 이동하는 것을 특징으로 하는 스퍼터 장치.
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 제 15 항에 있어서,
    상기 보조자석은
    서로 다른 극성의 자석이 결합되며, 상기 보조자석은 주기적으로 회전하는 것을 특징으로 하는 스퍼터 장치.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 보조자석은
    상기 서로 다른 극성이 결합된 제1 보조자석 및 제2 보조자석을 구비한 것을 특징으로 하는 스퍼터 장치.
  20. 제14항 또는 제15항에 있어서,
    상기 마그넷 유닛은
    2개 이상이 병렬로 배치된 것을 특징으로 하는 스퍼터 장치.
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