KR101213957B1 - 스퍼터링 장치 - Google Patents

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KR101213957B1
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Abstract

스퍼터링 장치가 개시된다. 챔버; 상기 챔버 내부의 일면에 결합되는 캐소드; 상기 챔버의 내부의 일면에 형성되는 펌핑포트; 및 상기 캐소드와 상기 펌핑포트 사이의 상기 챔버의 내부의 일면에 결합되며 유동홀이 형성되는 쉴드를 포함하는 스퍼터링 장치는, 펌핑포트와 인접한 쉴드 주변에 원활한 가스의 유동환경을 제공하여 파티클 발생 방지와 챔버의 원활한 배기를 기대할 수 있다.

Description

스퍼터링 장치 {Sputtering Apparatus}
본 발명은 스퍼터링 장치에 관한 것이다.
마그네트론을 사용하는 PVD는 기판 상에 물질을 증착하는 한가지 방법이다. PVD 프로세싱 동안 타겟은 전기적으로 편향되어 프로세싱 영역에 발생한 이온들은 타겟으로부터 원자를 제거하기에 충분한 에너지를 구비하여 타겟 표면에 충격을 가한다.
이온이 충격을 가하고 타겟 표면으로부터 원자를 제거하도록 하는 플라스마 생성을 야기하는 타겟의 편향 프로세싱은 일반적으로 스퍼터링(sputtering)으로 지칭된다. 스퍼터링된 원자는 일반적으로 스퍼터링 코팅된 기판을 향하여 이동하며 스퍼터링된 원자는 기판 상에 증착된다.
대안적으로, 원자는 예를 들어 질소와 같은 플라스마 내의 가스와 반응하여 기판 상에 혼합 물질을 작동적으로 증착한다. 반응성 스퍼터링은 종종 기판 상에 질화 티타늄 또는 질화 탄탈륨 및 얇은 베리어(barrier)를 형성하도록 사용된다.
직류(DC) 스퍼터링 및 교류(AC) 스퍼터링은 타겟이 편향되어 타겟을 향한 이온을 끄는 스퍼터링 형태이다. 타겟은 약 -100 내지 -600V 범위에서 네거티브 편향으로 편향될 수 있어서 원자를 스퍼터링하기 위하여 타겟을 향한 작업 가스(예를 들어, 아르곤)의 양이온을 끈다. 보통 스퍼터링 챔버의 측면들은 스퍼터링 증착으로부터 챔버 벽체를 보호하기 위한 쉴드로 커버된다. 쉴드는 전기적으로 접지된다.
스퍼터링 동안 물질들이 스퍼터링되어 챔버 내의 노출된 표면 상에 증착될 수 있다. 챔버의 노출된 표면상에 증착되는 물질들은 벗겨지거나 기판을 오염시킬 수 있다. 따라서 기판 오염을 감소하는 기술이 필요한 실정이다.
한편, 챔버의 내부에는 진공을 형성하기 위해 배기가 이루지는 펌핑포트가 형성될 수 있다. 이 때, 쉴드에 인접하여 펌핑포트가 형성되는 경우, 쉴드가 가스의 유동 장애물로 작용하여 쉴드에 인접한 영역에서 와류가 발생할 수 있다. 이러한 와류는 챔버 내부의 파티클 발생의 원인이 될 수 있다.
본 발명은 챔버 내부의 원활한 배기와 파티클 발생을 방지할 수 있는 스퍼터링 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 챔버와, 상기 챔버 내부의 일면에 결합되는 캐소드와, 상기 챔버의 내부의 일면에 형성되는 펌핑포트와, 상기 캐소드와 상기 펌핑포트 사이의 상기 챔버의 내부의 일면에 결합되며 유동홀이 형성되는 쉴드를 포함하며, 상기 펌핑포트는 상기 캐소드의 양측에 형성되고, 상기 쉴드는 상기 캐소드의 양측에 형성되며, 상기 유동홀은 서로 이격되어 결합되는 복수의 슬랫(slat)에 의해 형성되며, 상기 복수의 슬랫은 상기 펌핑포트가 형성된 챔버의 일면을 향하도록 하향 경사지게 배치되는 스퍼터링 장치가 제공된다.
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본 발명의 실시예에 따르면, 펌핑포트와 인접한 쉴드 주변에 원활한 가스의 유동환경을 제공하여 파티클 발생 방지와 챔버의 원활한 배기를 기대할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스퍼터링 장치를 나타낸 단면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스퍼터링 장치의 캐소드와 쉴드를 나타낸 사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스퍼터링 장치의 쉴드를 나타낸 사시도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스퍼터링 장치의 쉴드 주변의 가스의 유동을 나타낸 도면.
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 발명에 따른 스퍼터링 장치(1000)의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스퍼터링 장치(1000)를 나타낸 단면도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 스퍼터링 장치(1000)는 챔버(100), 캐소드(300), 펌핑포트(102), 쉴드(400) 및 이송부를 포함할 수 있다. 스퍼터링 장치(1000)의 기본적인 구성은 주지의 사실로 도 1은 본 실시예의 설명에 필요한 구성만을 도시하였음을 밝힌다.
챔버(100)는 그 내부에 공간이 마련되며, 그 내부에 기판(10)이 수용될 수 있다. 챔버(100)는 외부와 기밀을 유지하여 그 내부에 진공상태가 형성될 수 있다.
챔버(100)의 일면(104)에는 펌핑포트(102)가 형성될 수 있다. 스퍼터링 장치(1000)는 진공펌프를 포함할 수 있으며, 진공펌프는 펌핑포트(102)를 통해 챔버(100) 내부의 가스를 배기시킬 수 있다. 펌핑포트(102)는 후술할 캐소드(300)의 양측에 형성될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스퍼터링 장치(1000)의 캐소드(300)와 쉴드(400)를 나타낸 사시도이다. 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 챔버(100)의 일면의 중앙에는 캐소드(300)가 결합될 수 있다. 캐소드(300)의 양측에는 쉴드(400)가 형성될 수 있다.
즉, 쉴드(400)는 캐소드(300)와 펌핑포트(102) 사이의 캐소드(300) 측에 인접한 곳에 결합될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스퍼터링 장치(1000)의 쉴드(400)를 나타낸 사시도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 쉴드(400)는 프레임(410)과 슬랫(430)을 포함할 수 있다. 프레임(410)은 슬랫(430)의 양측을 지지하고 있으며, 슬랫(430)은 프레임(410)의 양측에 상하로 서로 이격하여 복수개가 결합될 수 있다.
이 때, 슬랫(430)은 그 하단이 챔버(100)의 일면(104)을 향하도록, 하향 경사지게 형성될 수 있으며, 이로써, 인접한 슬랫(430) 사이에는 좌우로 연장되는 형태를 가지는 유동홀(430)이 형성될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스퍼터링 장치(1000)의 쉴드(400) 주변의 가스의 유동을 나타낸 도면이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 펌핑포트(102)를 통해 배기가 개시되면, 챔버(100)의 내부의 일면(104)에는 기류가 발생할 수 있다. 이 때, 쉴드(400)의 유동홀(430)은 기류의 유동 경로를 제공하여 챔버(100) 내부의 가스가 원활하게 외부로 배출되도록 할 수 있다.
결국, 유동홀(430)을 구비하는 쉴드(400)는, 배기 시에 쉴드(400)와 인접한 영역에서 와류의 발생을 방지하여 파티클 발생을 방지하고, 펌핑포트(102)를 통한 원활한 배기가 가능하도록 할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
전술한 실시예 외의 많은 실시예들이 본 발명의 특허청구범위 내에 존재한다.
10: 기판 100: 챔버
300: 캐소드 400: 쉴드
1000: 스퍼터링 장치

Claims (4)

  1. 챔버와, 상기 챔버 내부의 일면에 결합되는 캐소드와, 상기 챔버의 내부의 일면에 형성되는 펌핑포트와, 상기 캐소드와 상기 펌핑포트 사이의 상기 챔버의 내부의 일면에 결합되며 유동홀이 형성되는 쉴드를 포함하며,
    상기 펌핑포트는 상기 캐소드의 양측에 형성되고, 상기 쉴드는 상기 캐소드의 양측에 형성되며,
    상기 유동홀은 서로 이격되어 결합되는 복수의 슬랫(slat)에 의해 형성되며,
    상기 복수의 슬랫은 상기 펌핑포트가 형성된 챔버의 일면을 향하도록 하향 경사지게 배치되는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 장치.
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