KR101255524B1 - Sputtering equipment for thin film deposition and composition investigation - Google Patents
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Abstract
본 발명은 스퍼터링 장치에 관한 것이다. 본 발명은 메인 챔버; 상기 메인 챔버의 내부에 설치되고, 기판이 고정되는 기판 홀더; 상기 메인 챔버의 내부에 설치되고, 타겟이 장착되는 복수의 스퍼터 건; 상기 메인 챔버의 내부에 설치되고, 프리-스퍼터링 시 타겟의 오염을 방지하는 셔터를 포함하는 셔터 조립체; 상기 스퍼터 건과 기판의 거리 조절이 가능하도록, 상기 스퍼터 건을 이동시키는 거리 조절수단; 및 상기 스퍼터 건의 전단부에 설치되어, 스퍼터 건의 전단부와 셔터 조립체의 셔터를 내장시키며, 상기 셔터가 출입되는 출입부가 형성된 오염방지 쉴드 챔버를 포함하는 스퍼터링 장치를 제공한다. 본 발명에 따른 스퍼터링 장치는 박막 형성 장치로서의 기능을 할 뿐만 아니라, 빠른 시간 내에 조성을 탐색할 수 있는 장치로 사용될 수 있다. 또한, 프리-스퍼터링 시 타겟 간의 상호오염을 최소화할 수 있다. The present invention relates to a sputtering apparatus. The present invention is the main chamber; A substrate holder installed in the main chamber and having a substrate fixed thereto; A plurality of sputter guns installed in the main chamber and mounted with a target; A shutter assembly installed inside the main chamber and including a shutter to prevent contamination of a target during pre-sputtering; Distance adjusting means for moving the sputter gun so that the distance between the sputter gun and the substrate can be adjusted; And a pollution prevention shield chamber installed at the front end of the sputter gun to embed the front end of the sputter gun and the shutter of the shutter assembly, and the entrance / exit of which the shutter enters and exits is provided. The sputtering apparatus according to the present invention not only functions as a thin film forming apparatus but also can be used as an apparatus capable of searching for a composition in a short time. In addition, cross contamination between targets can be minimized during pre-sputtering.
Description
본 발명은 스퍼터링(sputtering) 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 빠른 시간 내에 조성 탐색이 가능하고, 타겟(target) 간의 상호오염을 최소화할 수 있는 스퍼터링 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a sputtering apparatus, and more particularly, to a sputtering apparatus capable of searching for a composition in a short time and minimizing mutual contamination between targets.
각종 전기ㆍ전자 소자 및 광학 소자 등의 전극물질이나 유전물질로는 다성분계, 예를 들어 2성분계나 3성분계 등의 금속 산화물 박막이 사용된다. 예를 들어, 인듐-주석 산화물(ITO)이나 알루미늄-아연 산화물(AZO) 등의 박막은 주로 전극물질(투명전극)로 사용되고 있으며, Pb(ZrxTi1 -x)O3나 (BaxSr1 -x)TiO3 등의 박막은 주로 유전물질로 사용되고 있다. 이때, 금속 산화물 박막은, 이를 구성하는 금속 원소들의 조성(화학 양론비)에 따라 특성이 달라지며, 최적으로 조성되는 경우에 우수한 특성을 가질 수 있다. As the electrode material or dielectric material such as various electric / electronic devices and optical devices, a metal oxide thin film such as a multicomponent system, for example, a two component system or a three component system is used. For example, thin films such as indium-tin oxide (ITO) or aluminum-zinc oxide (AZO) are mainly used as electrode materials (transparent electrodes), and Pb (Zr x Ti 1 -x ) O 3 or (Ba x Sr Thin films such as 1- x ) TiO 3 are mainly used as dielectric materials. In this case, the metal oxide thin film may vary in characteristics depending on the composition (stoichiometric ratio) of the metal elements constituting the same, and may have excellent properties when optimally formed.
일반적으로, 우수한 특성을 갖는 새로운 조성의 박막을 개발함에 있어서는 파우더-벌크 공정(powder-bulk process)을 통하여 최적의 벌크(bulk) 조성을 탐색한 후, 상기 벌크 조성을 타겟(target)으로 사용하여 기판 상에 스퍼터링(sputtering)이나 펄스 레이저 증착(PLD, Pulsed Laser Deposition) 등의 진공 장치를 이용하여 박막을 증착 형성한다. 이때, 상기 최적의 조성 탐색을 위한 파우더-벌크 공정(powder-bulk process)은 다음과 같이 진행된다. In general, in developing a new composition thin film having excellent characteristics, the optimum bulk composition is searched through a powder-bulk process, and then the bulk composition is used as a target. A thin film is deposited by using a vacuum device such as sputtering or pulsed laser deposition (PLD). At this time, the powder-bulk process for the optimum composition search proceeds as follows.
예를 들어, 금속 A와 금속 B로 구성되는 화합물의 최적 조성을 탐색하고자 경우, 먼저 A, B 각 화합물을 20 mole% 간격, 즉 A(1-x)Bx의 조성식에서 x=0, 0.2, 0.4, 0.6, 0.8, 1.0인 6개의 배치(batch)를 얻는다. 또는 좀 더 세분하여 10 mole% 간격으로 11개의 배치(batch)를 화학양론에 맞게 칭량하여 얻는다. 그리고 각각의 배치(batch)를 볼 자(ball jar)에 용매와 지르코니아 볼을 함께 넣어 분쇄 및 혼합한 후, 오븐에서 건조하고 유발에서 분쇄를 하여 미립화한다. 이후, 미립 분말을 고온 로(furnace)에서 하소한 후, 재분쇄 및 밀링과정을 거쳐 다시 건조 및 분쇄한 후 일정한 형상에 맞게 성형한 다음 고온에서 소결한다. 다음으로, 소결된 시편을 실리콘 카바이드(SiC) 등의 폴리싱 패드(polishing pad)를 이용하여 손이나 래핑 장치(lapping machine)를 이용하여 경면화한 후, 은(silver) 등의 전극을 인쇄하고 로(furnace) 내에서 소결시킨 다음, 전기적 특성을 측정하여 우수한 특성을 가지는 최적의 조성을 탐색한다. For example, in order to search for an optimal composition of a compound consisting of metal A and metal B, first, each compound of A and B is separated by 20 mole%, that is, in the composition formula of A (1-x) B x , x = 0, 0.2, Six batches of 0.4, 0.6, 0.8 and 1.0 are obtained. Or by further subdividing 11 batches at 10 mole% intervals for stoichiometric measurements. Each batch is pulverized and mixed with a solvent and zirconia balls in a ball jar, dried in an oven and pulverized in a mortar to be atomized. Then, the fine powder is calcined in a high temperature furnace (furnace), and then dried and pulverized again through a regrinding and milling process, and then molded to a certain shape and then sintered at a high temperature. Next, the sintered specimen is mirror-hardened using a polishing pad such as silicon carbide (SiC) using a hand or a lapping machine, and then an electrode such as silver is printed and After sintering in the furnace, the electrical properties are measured to find the optimum composition with good properties.
그러나 위와 같은 조성 탐색 방법은 각각의 과정을 거치는 데 최소한 약 10일이 소요된다. 게다가, 하소 및 소결과정에서 소요되는 시간 등의 공정변수들을 감안한다면, 하나의 조성을 탐색하는데 일반적으로 3개월 정도가 소요된다. 또한, 탐색하는 조성의 수도 6개에서 최대 11개 조성에 국한되어 소요시간뿐만 아니라 우수한 특성을 가짐에도 불구하고 간과하고 지나가는 조성들이 발생할 수 있다. 즉, 예를 들어 상기 A(1-x)Bx에서 x=0.45인 경우에 우수한 특성을 가짐에도 불구하고 간과해버리는 문제점이 있다. However, the above composition search method takes at least about 10 days to go through each process. In addition, considering process variables such as the time required for calcination and sintering, it usually takes about three months to explore a composition. In addition, the number of the composition to be searched is limited to 6 to up to 11 compositions, although not only the required time but also excellent characteristics, overlooking and passing compositions may occur. That is, for example, in the case of x = 0.45 in the A (1-x) B x , there is a problem that is overlooked despite having excellent characteristics.
한편, 위와 같은 파우더-벌크 공정(powder-bulk process)을 통해 조성을 탐색하여 최적의 타겟을 얻은 다음에는 상기한 바와 같이 스퍼터링 장치 등을 이용하여, 상기 타켓을 기판 상에 스퍼터링하여 박막을 형성하고 있다. On the other hand, after obtaining the optimum target through the powder-bulk process (powder-bulk process) as described above, using a sputtering apparatus or the like as described above, the target is sputtered on the substrate to form a thin film. .
일반적으로, 스퍼터링 장치는 진공 챔버(vacuum chamber)와; 상기 챔버 내부에 설치되고, 기판이 고정되는 기판 홀더(substrate holder)와; 상기 챔버 내부에 설치되고, 타겟이 장착되는 스퍼터 건(sputter gun)을 포함한다. 이때, 2성분 이상의 금속 산화물이 증착되도록, 상기 타겟은 복수 개이다. 즉, 챔버의 내부에 복수개의 스퍼터 건을 기판에 수직인 방향으로 설치하고, 상기 각 스퍼터 건에 서로 다른 조성을 가지는 타겟을 장착하여 스퍼터링한다. 예를 들어, 대한민국 공개특허 제10-2001-0098215호에는 2개의 스퍼터 건을 포함하는 타겟 대향식 스퍼터링 장치가 제시되어 있다. Generally, a sputtering apparatus comprises a vacuum chamber; A substrate holder installed in the chamber and having a substrate fixed thereto; It is installed inside the chamber, and includes a sputter gun (sputter gun) on which the target is mounted. At this time, a plurality of targets are formed so that two or more metal oxides are deposited. That is, a plurality of sputter guns are installed in the chamber in a direction perpendicular to the substrate, and targets having different compositions are mounted and sputtered on the respective sputter guns. For example, Korean Patent Publication No. 10-2001-0098215 discloses a target facing sputtering apparatus including two sputter guns.
또한, 스퍼터링 장치는 위와 같이 복수개의 타겟을 장착하는 경우, 상대 타겟의 오염을 방지하기 위한 셔터(shutter assembly)가 스퍼터 건의 전단부에 설치된다. 즉, 2성분 또는 3성분의 박막을 증착할 경우, 실질적인 박막을 증착하기 위한 메인 스퍼터링(main sputtering)을 실시하기 이전에 각 타겟의 표면에 증착된 상대 타겟 물질을 제거하기 위해 프리-스퍼터링(pre-sputtering)을 실시하고 있는데, 이때 상대 타겟의 물질이 증착되어 타겟의 오염이 발생된다. 이를 방지하기 위해, 상대 타겟 물질이 증착되지 않도록 셔터로 차단하여 프리-스퍼터링하고 있다. In addition, when the sputtering apparatus is equipped with a plurality of targets as described above, a shutter assembly for preventing contamination of the relative target is installed at the front end of the sputter gun. That is, when depositing a bicomponent or tricomponent thin film, pre-sputtering (pre-sputtering) to remove the relative target material deposited on the surface of each target prior to the main sputtering for the actual thin film deposition. -sputtering), in which the material of the target is deposited and contamination of the target occurs. To prevent this, the shutter is blocked with pre-sputtering so that the relative target material is not deposited.
도 1은 종래 기술에 따른 스퍼터링 장치의 단면 구성도를 보인 것으로, 여기에는 회전식 셔터(30)가 설치되어 있다. 도 1에 보인 바와 같이, 셔터(30)는 개구부(32a)(34a)가 형성된 원반형의 셔터 플레이트(32)(34)와, 상기 셔터 플레이트(32)(34)를 회전시키는 회전축(36)을 갖는다. 1 shows a cross-sectional configuration diagram of a sputtering apparatus according to the prior art, in which a rotary shutter 30 is provided. As shown in FIG. 1, the shutter 30 includes disc-
이때, 프리-스퍼터링하고자 하는 타겟(제1 타겟)은 개구부(32a)(34a)와 일치시키고, 상대 타겟(제2 및 제3 타겟 등)은 개구부(32a)(34a)가 형성되지 않는 부분과 일치시켜, 제1 타겟의 프리-스퍼퍼링 시 상대 타겟(제2, 제3 타겟 등)의 오염을 방지할 수 있다. 그리고 회전을 통해 번갈아 가며, 제2 및 제3 타겟 등을 프리-스퍼터링한다. 도 1에서, 도면 부호 11은 진공 챔버, 22는 기판, 40은 스퍼터 건, 43은 타겟이다. 도 1에는 나타나지 않지만, 진공 챔버(11) 내에는 타겟(43)이 장착된 스퍼터 건(40)이 복수개 설치된다. At this time, the target (first target) to be pre-sputtered coincides with the
일본 공개특허 제2005-256112호 및 대한민국 공개특허 제10-2010-0093495호에는 위와 같은 회전식 구조의 셔터(30)를 포함하는 스퍼터링 장치가 제시되어 있다. Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2005-256112 and Korean Unexamined Patent Publication No. 10-2010-0093495 disclose a sputtering apparatus including a shutter 30 having a rotary structure as described above.
그러나 위와 같은 종래의 스퍼터링 장치는 타겟의 조성에 따라 결정되는 특정의 조성만을 증착할 수 있다. 즉, 종래의 스퍼터링 장치는 박막 형성 장치로서의 기능을 할 뿐, 조성 탐색을 위한 수단으로 사용되기는 어렵다. However, the conventional sputtering apparatus as described above can deposit only a specific composition determined according to the composition of the target. That is, the conventional sputtering apparatus only functions as a thin film forming apparatus, and is difficult to be used as a means for composition search.
또한, 상기한 바와 같이 프리-스퍼터링 시, 셔터(30)로 차단하여 상대 타겟의 오염을 방지하고 있으나, 타겟과 셔터(30)의 사이에 필연적으로 생기는 틈으로 여전히 오염이 발생되는 문제점이 있다. 구체적으로, 플라즈마의 발생을 위해 타겟과 셔터(30)의 사이에는 어느 정도의 간격을 유지해야 하는데, 이때 상기 간격으로 생긴 틈으로 상대 타겟에서 발생된 플라즈마가 침투하여 오염이 발생된다. In addition, as described above, when pre-sputtering, the shutter 30 is blocked to prevent contamination of the relative target, but there is a problem that contamination still occurs due to the inevitable gap between the target and the shutter 30. Specifically, to generate a plasma to maintain a certain distance between the target and the shutter 30, the plasma generated from the target target penetrates into the gap formed by the gap to cause contamination.
아울러, 종래의 스퍼터링 장치를 구성하는 셔터(30)는 전술한 바와 같이 회전식 구조를 가지는데, 이러한 회전식 구조는 챔버 내의 공간을 많이 차지하는 문제점이 있다.
In addition, the shutter 30 constituting the conventional sputtering apparatus has a rotary structure as described above, which has a problem of occupying a lot of space in the chamber.
[선행 특허문헌 1] 대한민국 공개특허 제10-2001-0098215호[Previous Patent Document 1] Republic of Korea Patent Publication No. 10-2001-0098215
[선행 특허문헌 2] 일본 공개특허 제2005-256112호[Patent Document 2] Japanese Unexamined Patent Publication No. 2005-256112
[선행 특허문헌 3] 대한민국 공개특허 제10-2010-0093495호[Previous Patent Document 3] Republic of Korea Patent Publication No. 10-2010-0093495
이에, 본 발명은 조성의 탐색 시 간과되는 조성이 없이 거의 모든 조성을 빠른 시간 내에 탐색할 수 있고, 프리-스퍼터링 시 타겟 간의 상호오염을 최소화할 수 있는 스퍼터링 장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다. Accordingly, an object of the present invention is to provide a sputtering apparatus capable of searching almost all compositions in a short time without a composition that is overlooked in the search for a composition, and minimizing mutual contamination between targets during pre-sputtering.
또한, 본 발명은 셔터의 구조적 개선을 통해 챔버 내의 공간 활용성을 증가시킨 스퍼터링 장치를 제공하는 데에 목적이 있다.
In addition, an object of the present invention is to provide a sputtering device that increases the space utilization in the chamber through the structural improvement of the shutter.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, The present invention to achieve the above object,
메인 챔버; Main chamber;
상기 메인 챔버의 내부에 설치되고, 기판이 고정되는 기판 홀더; A substrate holder installed in the main chamber and having a substrate fixed thereto;
상기 메인 챔버의 내부에 설치되고, 타겟이 장착되는 복수의 스퍼터 건; A plurality of sputter guns installed in the main chamber and mounted with a target;
상기 메인 챔버의 내부에 설치되고, 프리-스퍼터링 시 타겟의 오염을 방지하는 셔터를 포함하는 셔터 조립체; A shutter assembly installed inside the main chamber and including a shutter to prevent contamination of a target during pre-sputtering;
상기 스퍼터 건과 기판의 거리 조절이 가능하도록, 상기 스퍼터 건을 이동시키는 거리 조절수단; 및 Distance adjusting means for moving the sputter gun so that the distance between the sputter gun and the substrate can be adjusted; And
상기 스퍼터 건의 전단부에 설치되어, 스퍼터 건의 전단부와 셔터 조립체의 셔터를 내장시키며, 상기 셔터가 출입되는 출입부가 형성된 오염방지 쉴드 챔버를 포함하는 스퍼터링 장치를 제공한다. The sputtering device is installed at the front end of the sputter gun to embed the front end of the sputter gun and the shutter of the shutter assembly, and provides a sputtering apparatus including an anti-fouling shield chamber in which the shutter enters and exits.
이때, 상기 셔터 조립체는, 상기 출입부를 통해 오염방지 쉴드 챔버의 내부를 출입하는 셔터; 및 상기 셔터를 직선으로 이동시키는 선형 이동수단을 포함하여, 상기 셔터는 직선으로 이동되는 것이 바람직하다. At this time, the shutter assembly, the shutter through the inside and outside of the pollution prevention shield chamber; And linear moving means for moving the shutter in a straight line, and the shutter is preferably moved in a straight line.
또한, 본 발명에 따른 스퍼터링 장치는, 상기 오염방지 쉴드 챔버의 내부에 가스를 주입하는 가스 주입라인을 더 포함할 수 있다.
In addition, the sputtering apparatus according to the present invention may further include a gas injection line for injecting gas into the pollution prevention shield chamber.
본 발명에 따른 스퍼터링 장치는 박막 형성 장치로서의 기능을 할 뿐만 아니라 조성 탐색을 위한 장치로 사용될 수 있다. 구체적으로, 각 스퍼터 건을 이동시키는 거리 조절수단에 의해 간과되는 조성이 없이 거의 모든 조성을 빠른 시간 내에 탐색할 수 있는 조성 탐색 장치로 사용이 가능하다. 또한, 각 스퍼터 건의 전단부에 설치된 오염방지 쉴드 챔버에 의해 프리-스퍼터링 시 타겟 간의 상호오염을 최소화할 수 있다. 아울러, 셔터가 직선으로 움직여 체적이 최소화되어 챔버 내의 공간 활용성을 증가시킬 수 있다.
The sputtering apparatus according to the present invention not only functions as a thin film forming apparatus but also can be used as an apparatus for composition search. Specifically, the present invention can be used as a composition search device capable of searching almost all compositions in a short time without a composition that is overlooked by the distance adjusting means for moving each sputter gun. In addition, the anti-contamination shield chamber installed at the front end of each sputter gun can minimize cross contamination between targets during pre-sputtering. In addition, the shutter moves in a straight line to minimize the volume, thereby increasing space utilization in the chamber.
도 1은 종래 기술에 따른 스퍼터링 장치의 단면 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 스퍼터링 장치의 측면 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 스퍼터링 장치의 평면 구성도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 스퍼터링 장치의 요부 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 스퍼터링 장치의 요부 시시도이다. 1 is a cross-sectional configuration diagram of a sputtering apparatus according to the prior art.
2 is a side configuration diagram of a sputtering apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a plan view illustrating a sputtering apparatus according to an embodiment of the present invention.
4 is a sectional view of principal parts of a sputtering apparatus according to an embodiment of the present invention.
5 is an essential part perspective view of a sputtering apparatus according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 첨부된 도면은 본 발명의 예시적인 실시예를 도시한 것으로, 이는 단지 본 발명의 이해를 돕도록 하기 위해 제공되는 것일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적 범위가 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the present invention. The accompanying drawings show exemplary embodiments of the present invention, which are provided merely to assist in understanding the present invention, and thus the technical scope of the present invention is not limited thereto.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 스퍼터링 장치의 측면 구성도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 스퍼터링 장치의 평면 구성도이다. 그리고 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 스퍼터링 장치의 요부 단면도이며, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 스퍼터링 장치의 요부 시시도이다. 2 is a side configuration diagram of a sputtering apparatus according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is a plan view of a sputtering apparatus according to an embodiment of the present invention. 4 is a cross-sectional view of main parts of a sputtering apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a perspective view of main parts of the sputtering apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.
먼저, 도 2 내지 도 4를 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 스퍼터링 장치는 메인 챔버(100, main chamber), 기판 홀더(200, substrate holder), 스퍼터 건(300, sputter gun), 스퍼터 건(300)을 이동시키는 거리 조절수단(400), 셔터 조립체(500, shutter assembly), 및 프리-스퍼터링(pre-sputtering) 시 타겟(T)의 오염을 최소화하기 위한 오염방지 쉴드 챔버(600, shield chamber)를 포함한다. First, referring to FIGS. 2 to 4, the sputtering apparatus according to the present invention includes a
상기 메인 챔버(100)의 구조 및 형상 등은 제한되지 않는다. 메인 챔버(100)는 통상과 같은 구조를 가지며, 이는 스퍼터링 시 진공을 유지한다. 메인 챔버(100)는 원통형 또는 다각통형(예, 사각통형) 등의 형상을 가질 수 있다. 첨부된 도면에서는 원통형의 메인 챔버(100)를 예시하였다. The structure and shape of the
또한, 상기 메인 챔버(100)에는 임의 선택적으로 가스 유입구(120)와 가스 배출구(140)가 형성될 수 있다. 가스 유입구(120)와 가스 배출구(140)는 메인 챔버(100)의 벽체(110)에 형성될 수 있다. 이때, 상기 가스 유입구(120)로 유입되는 가스는 제한되지 않는다. 가스 유입구(120)를 통해 유입되는 가스는 스퍼터링에 사용되는 플라즈마 가스를 적어도 포함하면 좋다. 메인 챔버(100)에는 예를 들어 질소, 산소 및 아르곤 등으로부터 선택된 하나 이상이 유입될 수 있다. 그리고 이들 가스는 증착에 사용된 후 가스 배출구(140)를 통해 외부로 배출된다. 아울러, 메인 챔버(100)는 진공을 유지하기 위한 진공 펌프(도시하지 않음)와 연결될 수 있다. 진공 펌프는 상기 가스 배출구(140)와 연결되거나, 또는 메인 챔버(100)에 별도로 형성된 흡입구(도시하지 않음)에 연결되어 메인 챔버(100) 내부를 진공으로 유지할 수 있으면 좋다. In addition, a
상기 기판 홀더(200)는 하나 이상의 기판(S)을 고정할 수 있는 것이면 제한되지 않는다. 기판 홀더(200)는 통상과 같은 구조를 가질 수 있다. 또한, 기판 홀더(200)의 설치 위치는 제한되지 않는다. 기판 홀더(200)는 메인 챔버(100)의 내부에 설치되되, 메인 챔버(100)의 상부 또는 하부에 설치될 수 있다. 도면에서는 메인 챔버(100)의 하부에 설치된 모습을 예시하였다. The
상기 기판 홀더(200)는, 기판(S)이 고정되는 고정 플레이트(220)와, 상기 고정 플레이트(220)를 지지하는 지지부재(240)를 포함할 수 있다. 이때, 상기 지지부재(240)는 통상과 같이 상기 고정 플레이트(220)를 회전시킬 수 있는 구조를 가질 수 있다. 지지부재(240)는 예를 들어 모터(Motor) 등의 동력 전달 수단에 의해 회전될 수 있다. 또한, 지지부재(240)는 통상과 같이 상기 고정 플레이트(220)를 상하로 이동시켜 높낮이를 조절할 수 있는 구조를 가질 수 있다. The
상기 스퍼터 건(300)에는 타겟(T)이 장착된다. 스퍼터 건(300)은, 타겟(T)이 장착되어 스퍼터링할 수 있는 구조이면 제한되지 않는다. 스퍼터 건(300)은 통상과 같은 구조를 가질 수 있다. 스퍼터 건(300)은 예를 들어 캐소드(320, cathode)를 포함할 수 있다. 이때, 상기 캐소드(320)는 통상과 같이 타겟(T)이 고정되는 지지판(도시하지 않음)과, 상기 지지판의 후방에 설치되고 자석을 포함하는 마그네트론 전극(magnetron electrode)을 포함하여, 플라즈마의 발생을 통해 타겟(T)을 스퍼터링할 수 있는 구조를 가질 수 있다.The
바람직한 구현예에 따라서, 상기 스퍼터 건(300)은 타겟(T)이 장착되는 캐소드(320)와, 상기 캐소드(320)의 주위에 형성된 캐소드 쉴드(340, cathode shield)를 포함하는 것이 좋다. 캐소드 쉴드(340)는 캐소드(320)를 보호한다. 이러한 캐소드 쉴드(340)는 캐소드(320)를 내장할 수 있는 구조로서, 예를 들어 원통형이나 다각통형 등의 중공(hollow) 형상을 가질 수 있다. According to a preferred embodiment, the
상기 스퍼터 건(300)은 복수개이다. 구체적으로, 본 발명에 따른 스퍼터링 장치는 복수의 스퍼터 건(300)을 포함한다. 스퍼터 건(300)은 적어도 2개 이상 설치된다. 특별히 한정하는 것은 아니지만, 본 발명에 따른 스퍼터링 장치는 예를 들어 2개 내지 5개의 스퍼터 건(300)이 설치될 수 있다. 도 3에 보인 바와 같이, 메인 챔버(100)에는 소정 간격으로 3개의 스퍼터 건(300)이 설치될 수 있다. 이때, 각 스퍼터 건(300)에는 서로 다른 물질의 타겟(T)이 장착된다. The
또한, 상기 스퍼터 건(300)은 기판(S)과 180도를 유지하여 서로 대향되게 설치될 수 있으나, 이 경우에는 스퍼터링 시 기판(S)에 손상을 줄 수 있으므로, 바람직하게는 도 2에 도시된 바와 같이 기판(S)과 오프-액시스(off-axis) 배열 구조로 설치되는 것이 좋다. 즉, 스퍼터 건(300)은 기판(S)과 마주보게 대향되지 않고, 예를 들어 90도의 각도로 오프-액시스(off-axis) 배열 구조로 설치되는 것이 좋다. In addition, the
상기 거리 조절수단(400)은 스퍼터 건(300)을 이동시킨다. 구체적으로, 거리 조절수단(400)은 스퍼터 건(300)과 기판(S)의 거리 조절이 가능하도록 스퍼터 건(300)을 이동시킨다. 거리 조절수단(400)은, 바람직하게는 스퍼터 건(300)을 수평 방향으로, 즉 도면에서 좌우 방향으로 이동시킨다. 이러한 거리 조절수단(400)은 복수개로서 스퍼터 건(300)의 개수와 대응된다. 예를 들어, 본 발명에 따른 스퍼터링 장치 내에 3개의 스퍼터 건(300)이 설치된 경우, 상기 거리 조절수단(400)도 3개가 설치된다. 즉, 각 스퍼터 건(300)마다 거리 조절수단(400)이 연결되어, 각 스퍼터 건(300)은 거리 조절수단(400)을 통해 독립적으로 이동된다. The distance adjusting means 400 moves the
상기 거리 조절수단(400)은 스퍼터 건(300)을 수평 방향(좌우 방향)으로 이동시켜, 스퍼터 건(300)과 기판(S), 즉 타겟(T)과 기판(S)의 거리를 조절할 수 있는 것이면 제한되지 않는다. The distance adjusting means 400 may move the
상기 거리 조절수단(400)은, 바람직하게는 스퍼터 건(300)에 연결된 연결 바(410, connecting bar)와, 상기 연결 바(410)가 수평 방향(좌우 방향)으로 움직이게 하는 무빙 부재(420, moving member)를 포함할 수 있다. 이때, 연결 바(410)의 일측은 스퍼터 건(300)의 캐소드(320)에 연결되고, 타측은 무빙 부재(420)에 연결되어, 무빙 부재(420)의 구동에 의해 스퍼터 건(300)이 좌우로 움직인다. 이에 따라, 스퍼터 건(300)과 기판(S), 즉 타겟(T)과 기판(S)의 거리가 조절된다. The distance adjusting means 400 is preferably a connecting
상기 무빙 부재(420)는 연결 바(410)를 수평 방향(좌우 방향)으로 움직이게 하는 것이면 제한되지 않는다. 무빙 부재(420)는, 도면에 구체적으로 도시하지는 않았지만, 일반 기계장치에서 어떠한 부재를 수평 방향이나 상하 방향으로 이동시키는 데에 사용되는 통상적인 액추에이터(actuator)를 사용할 수 있다. 무빙 부재(420)는 구체적으로 전기, 유압 또는 공압으로 작동되는 액추에이터로서, 전기에 의해 작동되는 조작 모터(Manipulation Motor)나, 유압 또는 공압에 의해 작동되는 유/공압 실린더(hydraulic/pneumatic cylinder)로부터 선택될 수 있다. 그리고 이러한 액추에이터, 즉 무빙 부재(420)의 작동은 제어기에 의해 제어될 수 있다. The moving
또한, 도면에 도시한 바와 같이, 상기 거리 조절수단(400)은 연결 바(410)를 지지하는 지지체(430)를 더 포함할 수 있다. 이때, 도면에 도시한 바와 같이, 상기 캐소드 쉴드(340)의 일단은 지지체(430)와 실링 결합되어 메인 챔버(100)의 진공이 가능하도록 구성될 수 있다. 아울러, 상기 무빙 부재(420)는 메인 챔버(100)의 외부에 설치되며, 상기 지지체(430)는 메인 챔버(100)의 벽체(110)에 밀착되거나 벽체(110)로부터 소정 간격으로 이격되어 설치될 수 있다. In addition, as shown in the figure, the distance adjusting means 400 may further include a
따라서 각 스퍼터 건(300)은 위와 같은 거리 조절수단(400)에 의해 독립적으로 이동되어 기판(S)과의 거리가 조절된다. 이에 따라, 본 발명에 따른 스퍼터링 장치는 박막 형성(증착)을 위한 장치로 사용될 수 있을 뿐만 아니라, 상기 거리 조절수단(400)을 통한 기판(S)과의 거리 조절에 의해 조성 탐색을 위한 장치로 사용될 수 있다. Therefore, each
구체적으로, 본 발명에 따른 스퍼터링 장치는 연속조성 확산법을 구현할 수 있다. 본 발명에서 "연속조성 확산법"이란 하나의 기판(S) 위에, 기판(S)의 위치에 따라 연속적으로 다른 조성을 갖는 박막을 증착하여 단시간 내에 조성을 탐색할 수 있는 방법을 의미한다. 본 발명에 따르면, 각 스퍼터 건(300)과 기판(S)의 거리 조절을 통해, 하나의 기판(S) 상에 여러 조성을 가지는 박막을 연속적으로 동시에 증착하여 단 시간 내에 최적의 조성을 탐색할 수 있는 연속조성 확산법을 구현할 수 있다. Specifically, the sputtering apparatus according to the present invention can implement a continuous composition diffusion method. In the present invention, the "continuous composition diffusion method" means a method of searching for a composition within a short time by depositing a thin film having a different composition continuously according to the position of the substrate S on one substrate (S). According to the present invention, by controlling the distance between each
일례를 들어, 2성분계 금속 산화물 박막으로서, ITO(인듐-주석 옥사이드) 박막의 최적 조성을 탐색하는 과정을 설명하면 다음과 같다. For example, a process of searching for an optimal composition of an ITO (indium-tin oxide) thin film as a two-component metal oxide thin film will be described below.
두 개의 스퍼터 건(300)을 사용하되, 제1스퍼터 건(300)에는 In2O3 물질의 타겟(T)을 장착하고, 제2스퍼터 건(300)에는 Sn2O3 물질의 타겟(T)을 장착한 다음, 하나의 기판(S) 상에 동시에 스퍼터링한다. 이때, 각 거리 조절수단(400)을 통해 제1스퍼터 건(300)과 제2스퍼터 건(300)을 독립적으로 이동시키면서 스퍼터링하여 기판(S)의 위치에 따라 인듐(In)과 주석(Sn)의 몰분율을 달리할 수 있다. 기판(S)과의 거리가 가까울수록 당해 타겟(T) 물질의 몰분율이 증가한다. 즉, 스퍼터 건(300)과 기판(S)의 거리에서 제2스퍼터 건(300)보다 제1스퍼터 건(300)이 가까울수록 당해 위치의 기판(S) 상에는 인듐(In)의 몰분율이 많다. Two
위와 같이, 거리 조절수단(400)을 통해 각 스퍼터 건(300)을 이동시키면서 연속적으로 증착하여, 하나의 기판(S) 상에 간과되는 조성 없이 거의 모든 조성을 가지는 박막을 단 시간 내에 증착할 수 있다. 그리고 기판(S)의 각 위치 별로 전극(예, Ag 전극)을 형성하여 특성을 평가함으로써, 우수한 특성을 가지는 최적의 조성을 단 시간에 탐색할 수 있다. 아울러, 기판(S)과의 거리 조절을 통해 증착되는 박막의 두께도 조절할 수 있다. As described above, by depositing continuously while moving each
한편, 상기 셔터 조립체(500)는 프리-스퍼터링 시 타겟(T) 간의 상호오염을 방지한다. 이러한 셔터 조립체(500)는 메인 챔버(100)의 내부에 설치된다. 이때, 셔터 조립체(500)는 프리-스퍼터링 시 스퍼터 건(300)의 전단부, 즉 타겟(T)의 전단부에 위치되는 셔터(520)를 포함한다. 셔터(520)는 상대 타겟(T)의 프리-스퍼터링 시에 발생된 오염물질을 차단하여 해당 타겟(T)의 오염을 방지한다. Meanwhile, the
상기 셔터 조립체(500)는 복수개로서 스퍼터 건(300)의 개수와 대응된다. 예를 들어, 본 발명에 따른 스퍼터링 장치 내에 3개의 스퍼터 건(300)이 설치된 경우, 상기 셔터 조립체(500)도 3개가 설치된다. 즉, 셔터(520)는 각 스퍼터 건(300)마다 설치되어, 프리-스퍼터링 시 타겟(T) 간의 오염을 방지한다. 이러한 셔터 조립체(500)의 바람직한 구성은 하기에서 설명한다. The plurality of
상기 오염방지 쉴드 챔버(600)는 스퍼터 건(300)의 전단부에 설치된다. 오염방지 쉴드 챔버(600)는 복수개로서 스퍼터 건(300)의 개수와 대응된다. 예를 들어, 본 발명에 따른 스퍼터링 장치 내에 3개의 스퍼터 건(300)이 설치된 경우, 상기 오염방지 쉴드 챔버(600)도 3개가 설치된다. 즉, 오염방지 쉴드 챔버(600)는 각 스퍼터 건(300)마다 독립적으로 설치된다. The pollution
앞서 설명한 바와 같이, 프리-스퍼터링 시에 셔터(520)로 차단하여 타겟(T) 간의 오염을 방지할 수 있다. 그러나 셔터(520)의 차단만으로는 타겟(T) 간의 오염을 완전히 방지할 수는 없다. 구체적으로, 타겟(T)과 셔터(520)의 사이에는 필연적으로 틈(D, 도 2 및 도 4 참조)이 생기며, 이러한 틈(D)으로 상대 타겟(T)의 증착 물질이 유입되어 타겟(T)을 오염시킨다. 이때, 상기 오염방지 쉴드 챔버(600)는 프리-스퍼터링 시, 상기 틈(D)을 통해 증착 물질이 유입되는 것을 차단하여 타겟(T)의 오염을 최소화한다. As described above, the contamination between the targets T may be prevented by blocking the
도면에 도시된 바와 같이, 상기 오염방지 쉴드 챔버(600)는 각 스퍼터 건(300)의 전단부에 설치되어, 각 스퍼터 건(300)의 전단부와 셔터 조립체(500)의 셔터(520)를 내장시킨다. 즉, 오염방지 쉴드 챔버(600)는 타겟(T)과 셔터(520) 사이의 주변부를 차폐, 즉 틈(D) 주위를 차폐하여, 프리-스퍼터링 시 상기 틈(D)을 통해 증착 물질이 유입되는 것을 방지한다. 이에 따라, 상대 타겟(T)의 오염을 최소화할 수 있다. As shown in the figure, the
상기 오염방지 쉴드 챔버(600)는 각 스퍼터 건(300)의 전단부와 셔터(520)를 내장시켜, 타겟(T)과 셔터(520) 사이의 주변부(즉, 틈(D) 주위)를 차폐할 수 있는 구조이면 제한되지 않는다. 오염방지 쉴드 챔버(600)는, 예를 들어 도면에 도시된 바와 같이 중공 부재(620), 예를 들어 원통형이나 다각통형 등의 중공 부재(620)로 구성될 수 있다. 각 스퍼터 건(300)의 전단부와 셔터(520)는 위와 같은 중공 부재(620)의 내장된다. 도 5에는 오염방지 쉴드 챔버(600)의 예시적인 실시예가 도시되어 있다. The
또한, 아래에서 설명되는 바와 같이, 상기 셔터(520)는 직선으로 이동되는 것이 바람직한데, 이때 오염방지 쉴드 챔버(600)는 상기 셔터(520)의 출입이 가능하도록 출입부(640)가 형성된 구조를 갖는다. 구체적으로, 오염방지 쉴드 챔버(600)는 원통형이나 다각통형 등의 중공 부재(620)와, 상기 중공 부재(620)에 형성되고 셔터(520)가 출입되는 출입부(640)를 포함한다. 이때, 상기 출입부(640)는, 중공 부재(620)가 부분 절개되어 형성될 수 있다. 출입부(640)의 크기는 특별히 제한되지 않으며, 셔터(520)가 자유롭게 출입될 수 있으면 좋다. In addition, as described below, the
아울러, 상기 오염방지 쉴드 챔버(600)는 메임 챔버(100)의 벽체(110)에 결합될 수 있다. 즉, 중공 부재(620)의 일측은 메임 챔버(100)의 벽체(110)에 결합되어 지지될 수 있다. 또한, 오염방지 쉴드 챔버(600)는 상기 캐소드 쉴드(340)로부터 일체로 연장되어 형성될 수 있다. 아울러, 도 5에 예시한 바와 같이 오염방지 쉴드 챔버(600)는 이중 층(double layer) 구조를 가질 수 있다. In addition, the
일례를 들어, 3성분계 금속 산화물 박막을 증착하는 경우로서, 서로 다른 물질로 구성된 3개의 타겟(제1 타겟, 제2 타겟 및 제3 타겟)을 각 스퍼터 건(300)에 장착하여 프리-스퍼터링하는 과정을 설명하면 다음과 같다. For example, in the case of depositing a three-component metal oxide thin film, three targets (first target, second target, and third target) made of different materials are mounted on each
먼저, 제1 타겟의 프리-스퍼터링 시, 상대 타겟(제2 타겟 및 제3 타겟)은 각 셔터(520)로 차단한다. 이때, 상대 타겟(제2 타겟 및 제3 타겟)은 각 셔터(520)와 오염방지 쉴드 챔버(600)에 의해 차단되어, 제1 타겟의 증착 물질(오염물질)이 유입되지 않는다. 다음으로, 제2 타겟의 프리-스퍼터링 시에는 제2 타겟에 대응되는 셔터(520)를 열고, 상대 타겟(제1 타겟 및 제3 타겟)에 대응되는 셔터(520)를 닫아 각 오염방지 쉴드 챔버(600)와 차폐 구조를 형성하여 스퍼터링한다. 제3 타겟의 프리-스퍼터링하는 경우도 위와 같다. 따라서 해당 타겟(T)의 프리-스퍼터링 시, 상대 타겟(T)은 오염방지 쉴드 챔버(600)에 의해 차폐되어 오염이 최소화된다. First, during pre-sputtering of the first target, the relative targets (the second target and the third target) are blocked by the
한편, 상기한 바와 같이, 셔터 조립체(500)는 프리-스퍼터링 시 타겟(T)의 전단부에 위치되는 셔터(520)를 적어도 포함하는데, 이때 상기 셔터(520)는, 본 발명의 바람직한 구현예에 따라서 직선으로 이동되는 것이 좋다. 도 5에는 셔터 조립체(500)의 예시적인 실시예가 도시되어 있다. Meanwhile, as described above, the
상기 셔터 조립체(500)는, 구체적으로 셔터(520)와, 상기 셔터(520)를 직선으로 이동시키는 선형 이동수단(540)을 포함하는 것이 바람직하다. 이때, 상기 셔터(520)는 선형 이동수단(540)에 의해 이동되어 오염방지 쉴드 챔버(600)의 내부를 출입한다. 즉, 셔터(520)는 직선으로 움직여, 오염방지 쉴드 챔버(600)의 출입부(640)를 왕래한다. Specifically, the
상기 셔터(520)의 형상은 제한되지 않는다. 셔터(520)는 예를 들어 원반형 또는 다각판형 등의 형상을 가질 수 있다. 셔터(520)는, 바람직하게는 오염방지 쉴드 챔버(600)의 단면 형상과 대응된다. 예를 들어, 오염방지 쉴드 챔버(600), 즉 상기 중공 부재(620)가 원통형인 경우, 셔터(520)는 중공 부재(620)와 대응되는 원반형의 형상을 갖는다. 그리고 셔터(520)는 중공 부재(620)의 내경과 거의 동일하거나 약간 작은 외경을 가질 수 있다. The shape of the
상기 선형 이동수단(540)은 셔터(520)를 직선으로 움직이게 하는 것이면 제한되지 않는다. 셔터(520)는 선형 이동수단(540)을 통해, 수직 방향(상하 방향)이나 수평 방향(좌우 방향)으로 움직일 수 있으며, 도 2 및 도 4에 도시한 바와 같이 바람직하게는 수직 방향(상하 방향)으로 움직인다. 선형 이동수단(540)은, 구체적인 구현예에 따라서 셔터(520)에 결합된 왕복 로드(542), 상기 왕복 로드(542)를 지지하는 지지 부재(544), 및 상기 왕복 로드(542)가 직선으로 움직이게 하는 선형 이동 부재(546)를 포함할 수 있다. The linear moving means 540 is not limited as long as the linear movement of the
이때, 상기 선형 이동 부재(546)는, 도면에 구체적으로 도시하지는 않았지만, 일반 기계장치에서 사용되는 것으로서, 상기한 바와 같은 액추에이터(actuator)를 사용할 수 있다. 구체적으로, 선형 이동 부재(546)는 전기, 유압 또는 공압으로 작동되는 액추에이터로서, 전기에 의해 작동되는 전기 모터나, 유압 또는 공압에 의해 작동되는 유/공압 실린더(hydraulic/pneumatic cylinder)로부터 선택될 수 있다. 이러한 액추에이터, 즉 선형 이동 부재(546)의 작동은 제어기에 의해 제어될 수 있다. 도 5는 선형 이동 부재(546)로서 전기 모터를 예시한 것이다. In this case, although the linear moving
또한, 상기 지지 부재(544)는 왕복 로드(542)를 지지하여, 왕복 로드(542)가 선형 이동 부재(546)의 동력을 전달받아 안정감 있게 움직일 수 있게 하는 것이면 좋다. 상기 지지 부재(544)는, 예를 들어 두 개의 지지판(544a)(544b)과, 상기 두 개의 지지판(544a)(544b)을 결합시키는 하나 이상의 결합 바(544c)를 포함할 수 있다. 그리고 지지판(544a)(544b)에는 왕복 로드(542)가 출입되는 관통공이 형성된 구조를 가질 수 있다. In addition, the
본 발명에 따르면, 셔터(520)가 위와 같이 직선으로 움직이는 구조를 가짐으로 인하여, 셔터 조립체(500)의 체적이 최소화된다. 구체적으로, 도 1에 보인 바와 같이, 종래의 회전식 구조는 챔버(11) 내의 공간을 많이 차지한다. 그러나 도 2에 보인 바와 같이, 본 발명에 따라 셔터(520)가 위와 같이 직선(상하 방향)으로 움직이는 경우, 셔터 조립체(500)가 차지하는 체적이 최소화된다. 이에 따라, 메인 챔버(100) 내의 공간 활용성을 증가시킬 수 있다. According to the present invention, since the
또한, 프리-스퍼터링 시에는 기판(S)이 오염될 수 있는데, 이를 방지하기 위한 차단막(도시하지 않음)이 설치될 수 있다. 즉, 본 발명에 다른 스퍼터링 장치는 차단막을 더 포함할 수 있다. 상기 차단막은 프리-스퍼터링 시에는 기판(S)의 상부에 위치하여 기판(S) 상에 증착되는 것을 방지(오염 방지)하며, 실질적인 박막을 증착하기 위한 메인 스퍼터링 시에는 기판(S)의 상부에서 제거된다. 이러한 차단막은 회전식 구조에 의해 기판(S)의 상부에 설치 또는 제거될 수 있다. 차단막은, 바람직하게는 상기 셔터 조립체(500)와 같이 직선으로 움직일 수 있는 구조로 구성되어, 프리-스퍼터링 시에는 기판(S)의 상부를 차단하고, 메인 스퍼터링 시에는 기판(S)의 상부에서 제거될 수 있다. In addition, the substrate S may be contaminated during pre-sputtering, and a blocking film (not shown) may be installed to prevent this. That is, another sputtering apparatus according to the present invention may further include a blocking film. The blocking film is positioned on the substrate S during pre-sputtering to prevent deposition on the substrate S (pollution prevention), and at the top of the substrate S during main sputtering for depositing a substantial thin film. Removed. The blocking film may be installed or removed on the substrate S by the rotary structure. The blocking film is preferably configured to move in a straight line like the
또한, 바람직한 구현예에 따라서, 본 발명에 따른 스퍼터링 장치는 상기 오염방지 쉴드 챔버(600)의 내부에 가스를 주입하는 가스 주입라인(700, gas inlet line)을 더 포함하는 것이 좋다. 가스 주입라인(700)은 복수개로서 오염방지 쉴드 챔버(600)의 개수와 대응된다. 즉, 가스 주입라인(700)은 각 오염방지 쉴드 챔버(600)마다 가스를 주입한다. In addition, according to a preferred embodiment, the sputtering apparatus according to the present invention may further include a
상기 가스 주입라인(700)은 외부로부터 가스를 공급받아 스퍼터링 시, 각 오염방지 쉴드 챔버(600)의 내부에 가스를 주입할 수 있으면 좋다. 가스 주입라인(700)은, 예를 들어 금속재 파이프로 구성될 수 있다. 도 4에 예시한 바와 같이, 가스 주입라인(700)의 끝단은 출입부(640)를 통과하여 타겟(T)의 전방에 위치하여, 오염방지 쉴드 챔버(600)의 내부에 가스를 주입할 수 있다. 이러한 가스 주입라인(700)을 통해 주입되는 가스는 스퍼터링에 사용되는 가스로서, 예를 들어 질소, 산소 및 아르곤 등으로부터 선택된 하나 이상이 될 수 있다. When the
위와 같이, 가스 주입라인(700)을 통해 각 오염방지 쉴드 챔버(600)의 내부에 가스가 주입되는 경우 안정적인 플라즈마가 유도되어 스퍼터링 효율을 증가시킬 수 있다. 즉, 메인 챔버(100)의 유입구(120)를 통해서도 가스가 공급되지만, 가스 주입라인(700)을 통해 각 스퍼터 건(300)에 근접한 거리에서 가스가 공급되어 안정적인 플라즈마가 유도된다. As described above, when gas is injected into each pollution
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 스퍼터링 장치는 실질적인 박막을 형성하는 증착 장치로 사용될 수 있음은 물론, 거리 조절수단(400)을 통해 스퍼터 건(300)과 기판(S)의 거리가 조절되어 하나의 기판(S) 상에 여러 조성을 가지는 박막을 형성할 수 있어 조성 탐색 장치로서의 사용이 가능하다. 그리고 간과되는 조성이 없이 거의 모든 조성을 빠른 시간 내에 탐색할 수 있다. As described above, the sputtering apparatus according to the present invention may be used as a deposition apparatus for forming a substantially thin film, and the distance between the
또한, 전술한 바와 같이, 프리-스퍼터링 시 오염방지 쉴드 챔버(600)에 의해 차폐 구조가 형성되어 타겟(T) 간의 상호오염을 최소화할 수 있다. 아울러, 셔터 조립체(500)는 직선으로 움직이는 구조를 가짐으로 인하여 체적이 최소화된다. 종래의 회전식 구조보다 약 70%의 체적을 축소할 수 있다. 이에 따라, 메인 챔버(100) 내의 공간 활용성이 증가되며, 또한 개폐 반복 시 셔터(520)의 각도가 쉽게 변하지 않는 장점이 있다. 부가적으로, 본 발명에 따르면, 가스 주입라인(700)을 통해 각 오염방지 쉴드 챔버(600)의 내부에 가스가 주입되는 경우 안정적인 플라즈마가 유도되어 스퍼터링 효율이 증가된다.
In addition, as described above, a shielding structure is formed by the
100 : 메인 챔버 200 : 기판 홀더
300 : 스퍼터 건 320 : 캐소드
400 : 거리 조절수단 410 : 연결바
420 : 무빙 부재 430 : 지지체
500 : 셔터 조립체 520 : 셔터
540 : 선형 이동수단 542 : 왕복 로드
544 : 지지 부재 546 : 선형 이동 부재
600 : 오염방지 쉴드 챔버 640 : 출입부
700 : 가스 주입 라인
T : 타겟 S : 기판 100: main chamber 200: substrate holder
300: sputter gun 320: cathode
400: distance control means 410: connection bar
420: moving member 430: support
500: shutter assembly 520: shutter
540: linear movement means 542: reciprocating rod
544: support member 546: linear moving member
600: pollution prevention shield chamber 640: entrance
700: gas injection line
T: Target S: Substrate
Claims (4)
상기 메인 챔버(100)의 내부에 설치되고, 기판(S)이 고정되는 기판 홀더(200);
상기 메인 챔버(100)의 내부에 설치되고, 타겟(T)이 장착되는 복수의 스퍼터 건(300);
상기 메인 챔버(100)의 내부에 설치되고, 프리-스퍼터링 시 타겟(T)의 오염을 방지하는 셔터(520)를 포함하는 셔터 조립체(500);
상기 스퍼터 건(300)과 기판(S)의 거리 조절이 가능하도록, 상기 스퍼터 건(300)을 이동시키는 거리 조절수단(400); 및
상기 스퍼터 건(300)의 전단부에 설치된 오염방지 쉴드 챔버(600)를 포함하되,
상기 스퍼터 건(300)은, 상기 타겟(T)이 장착되는 캐소드(320)와; 상기 캐소드(320)의 주위에 형성된 캐소드 쉴드(340)를 포함하며,
상기 오염방지 쉴드 챔버(600)는, 상기 스퍼터 건(300)의 전단부에 설치되고, 상기 스퍼터 건(300)의 전단부와 셔터 조립체(500)의 셔터(520)를 내장시키는 중공 부재(620)와; 상기 중공 부재(620)에 형성되고, 상기 셔터(520)가 출입되는 출입부(640)를 포함하며,
상기 셔터 조립체(500)는, 상기 출입부(640)를 통해 오염방지 쉴드 챔버(600)의 내부를 출입하는 셔터(520)와; 상기 셔터(520)를 직선으로 이동시키는 선형 이동수단(540)을 포함하는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 장치.
Main chamber 100;
A substrate holder 200 installed in the main chamber 100 and having a substrate S fixed thereto;
A plurality of sputter guns 300 installed inside the main chamber 100 and mounted with a target T;
A shutter assembly (500) installed in the main chamber (100) and including a shutter (520) for preventing contamination of the target (T) during pre-sputtering;
Distance adjusting means (400) for moving the sputter gun (300) to enable distance adjustment of the sputter gun (300) and the substrate (S); And
Including a pollution prevention shield chamber 600 installed at the front end of the sputter gun 300,
The sputter gun 300 includes a cathode 320 on which the target T is mounted; A cathode shield 340 formed around the cathode 320,
The pollution prevention shield chamber 600 is installed at the front end of the sputter gun 300, the hollow member 620 to accommodate the front end of the sputter gun 300 and the shutter 520 of the shutter assembly 500. )Wow; Is formed in the hollow member 620, and includes an entrance portion 640, the shutter 520 is entered and exited,
The shutter assembly 500 includes: a shutter 520 for entering and exiting the inside of the anti-fouling shield chamber 600 through the entrance 640; And a linear moving means (540) for moving the shutter (520) in a straight line.
상기 선형 이동수단(540)은,
상기 셔터(520)에 결합된 왕복 로드(542);
상기 왕복 로드(542)를 지지하는 지지 부재(544); 및
상기 왕복 로드(542)가 직선으로 움직이게 하는 선형 이동 부재(546)를 포함하는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 장치.
The method of claim 1,
The linear movement means 540,
A reciprocating rod 542 coupled to the shutter 520;
A support member 544 for supporting the reciprocating rod 542; And
And a linear moving member (546) to cause the reciprocating rod (542) to move in a straight line.
상기 스퍼터링 장치는, 상기 오염방지 쉴드 챔버(600)의 내부에 가스를 주입하는 가스 주입라인(700)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 장치.
The method of claim 1,
The sputtering apparatus, the sputtering apparatus further comprises a gas injection line (700) for injecting gas into the pollution prevention shield chamber (600).
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KR1020110062861A KR101255524B1 (en) | 2011-06-28 | 2011-06-28 | Sputtering equipment for thin film deposition and composition investigation |
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KR20130001930A KR20130001930A (en) | 2013-01-07 |
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US9934950B2 (en) | 2015-10-16 | 2018-04-03 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Sputtering apparatuses and methods of manufacturing a magnetic memory device using the same |
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KR20100093495A (en) * | 2009-02-16 | 2010-08-25 | 캐논 아네르바 가부시키가이샤 | Sputtering apparatus, double rotary shutter unit, and sputtering method |
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