KR101298768B1 - 원통형 스퍼터링 캐소드 장치 - Google Patents

원통형 스퍼터링 캐소드 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101298768B1
KR101298768B1 KR1020110028344A KR20110028344A KR101298768B1 KR 101298768 B1 KR101298768 B1 KR 101298768B1 KR 1020110028344 A KR1020110028344 A KR 1020110028344A KR 20110028344 A KR20110028344 A KR 20110028344A KR 101298768 B1 KR101298768 B1 KR 101298768B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
target
magnet
sample
support shaft
rotational force
Prior art date
Application number
KR1020110028344A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20120113816A (ko
Inventor
안경준
정성훈
박강일
배정운
백주열
최상대
Original Assignee
(주)에스엔텍
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)에스엔텍 filed Critical (주)에스엔텍
Priority to KR1020110028344A priority Critical patent/KR101298768B1/ko
Publication of KR20120113816A publication Critical patent/KR20120113816A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101298768B1 publication Critical patent/KR101298768B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/34—Sputtering
    • C23C14/35—Sputtering by application of a magnetic field, e.g. magnetron sputtering
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/34—Sputtering
    • C23C14/3407—Cathode assembly for sputtering apparatus, e.g. Target
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/34—Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
    • H01J37/3402—Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering using supplementary magnetic fields
    • H01J37/3405—Magnetron sputtering
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/34—Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
    • H01J37/3411—Constructional aspects of the reactor
    • H01J37/3414—Targets
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/34—Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
    • H01J37/3411—Constructional aspects of the reactor
    • H01J37/345—Magnet arrangements in particular for cathodic sputtering apparatus
    • H01J37/3455—Movable magnets

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

본 발명은 시료를 향해 스퍼터링 증착을 행하는 원통형 스퍼터링 캐소드 장치에 관한 것으로서, 지지체와; 상기 지지체에 정역 회전 가능하게 지지되는 원통 형상의 타겟과; 상기 타겟 내부에서 상기 시료 측 방향과 시료 반대 측 방향을 향하도록 회동 가능하게 설치되는 마그네트와; 상기 타겟을 정역 회전시키며, 상기 마그네트를 회동 및 회동 상태 유지시키는 구동수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이에 의해, 간단한 구조로 예비 스퍼터링 과정에서 타겟 입자가 시료로 전달되는 것을 최소화 할 수 있고, 스퍼터링 설비의 제작비 상승을 방지할 수 있는 원통형 스퍼터링 캐소드 장치가 제공된다.

Description

원통형 스퍼터링 캐소드 장치{Cylindrical sputtering cathode device}
본 발명은 원통형 스퍼터링 캐소드 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 마그네트의 방향을 회동시킬 수 있는 원통형 스퍼터링 캐소드 장치에 관한 것이다.
스퍼터링(Sputtering)은 진공상태에서 증착물질인 타겟에 전기에너지로 가속된 기체이온을 충돌시켜서 방출된 타겟 입자를 증착 대상물(이하 설명의 편의 상 "시료"라 함)에 증착시키는 박막 증착법 중 하나이다.
이 스퍼터링 증착법은 시료에 증착되는 박막의 품질(부착력, 밀도, 균일도 등)이 매우 우수하고 대면적 증착이 용이하기 때문에, 반도체나 디스플레이 및 맴스(Mems) 등과 같은 첨단 산업분야에서 널리 활용되고 있다.
일반적인 스퍼터링 증착법을 실현하는 스퍼터링 캐소드 장치의 형태는 평면형 스퍼터링 캐소드 장치와 원통형 스퍼터링 캐소드 장치로 대별된다.
이 중 평면형 스퍼터링 캐소드 장치는 전기장과 자기장이 직교하는 영역을 중심으로 플라즈마가 형성되기 때문에, 타겟의 사용시간이 증가할수록 타겟의 다른 부분은 남아 있고 플라즈마 형성 영역에서만 타겟이 모두 침식되는 현상이 발생한다. 이에 의해, 타겟이 상당히 비효율적으로 사용되는 문제점을 가지고 있었다.
반면에, 원통형 스퍼터링 캐소드 장치는 마그네트와 요크가 타겟 내부에 고정되어 있는 상태에서 구동수단의 구동에 의해 타겟이 회전됨으로써, 전술한 평면형 스퍼터링 캐소드 장치와 동일한 원리로 타겟 표면에 플라즈마가 발생하여 스퍼터링 증착이 이루어진다. 이때, 타겟의 일부 영역에서만 플라즈마가 발생하더라고 타겟이 회전하기 때문에, 타겟의 외주면이 전체적으로 침식되어 타겟을 비교적 효율적으로 사용할 수 있다.
그런데, 종래 원통형 스퍼터링 캐소드 장치는 타겟 내부에 배치된 마그네트의 방향이 항상 시료를 향하는 방향으로 고정되기 때문에, 스퍼터링 진행 과정에서 불안정한 스퍼터링이 이루어지는 초기 예비 스퍼터링 과정에서도 타겟 입자가 시료로 전달되어 증착 품질에 영향을 미치게 된다.
이에 따라, 불안정한 초기 예비 스퍼터링 과정에서 타겟 입자가 시료에 전달되는 것을 차단하기 위해서 타겟과 시료 사이에 별도의 셔터장치를 마련하는 기술이 개발된 바 있으나, 이는 셔터 및 셔터의 구동장치 등을 추가로 설치해야 하므로 스퍼터링 설비의 구조가 복잡해지고 이에 따른 스퍼터링 설비의 제작비 상승을 초래하는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은 간단한 구조로 예비 스퍼터링 과정에서 타겟 입자가 시료로 전달되는 것을 최소화 할 수 있고, 스퍼터링 설비의 제작비 상승을 방지할 수 있는 원통형 스퍼터링 캐소드 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적은 본 발명에 따라, 시료를 향해 스퍼터링 증착을 행하는 원통형 스퍼터링 캐소드 장치에 있어서, 지지체; 상기 지지체에 정역 회전 가능하게 지지되는 원통 형상의 타겟; 상기 타겟 내부에서 상기 시료 측 방향과 시료 반대 측 방향을 향하도록 회동 가능하게 설치되는 마그네트; 상기 타겟을 정역 회전시키며, 상기 마그네트를 회동 및 회동 상태 유지시키는 구동수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 원통형 스퍼터링 캐소드 장치에 의해 달성된다.
여기서, 타겟의 축선 방향 양측에 결합되어 구동수단으로부터 회전력을 전달받도록 지지체에 정역 회전 가능하게 지지되며, 중심에 축삽입공이 형성된 타겟회전체와; 상기 타겟 내부에서 마그네트를 지지하며, 양단부가 상기 축삽입공에 삽입되어 상기 구동수단으로부터 회동력을 전달받는 마그네트지지축을 더 포함하는 것이 바람직하다.
그리고, 구동수단은 정역구동모터와, 상기 정역구동모터의 회전축에 결합되는 원동풀리와, 타겟회전체에 결합되는 피동풀리와, 상기 원동풀리와 상기 피동풀리를 연동 가능하게 연결하는 적어도 하나의 구동력전달부재와, 타겟회전체의 축삽입공 내주면과 이에 대응하는 마그네트지지축의 외주면 사이에 개재되어 타겟회전체의 회전력을 상기 마그네트지지축의 회동력으로 전달하는 회동력전달부재와, 마그네트의 회동이 시료 측 방향과 시료 반대 측 방향 범위 내에서 이루어지도록 상기 마그네트지지축의 회동범위를 제한하는 회동범위설정유닛을 포함하는 것이 효과적이다.
또한, 회동범위설정유닛은 마그네트지지축에 결합되며, 판면에 반경방향으로 회동각제한홈이 형성되어 있는 원판형 회동디스크와, 상기 회동디스크에 인접한 영역에 고정되어 일영역이 상기 회동각제한홈에 대해 상대 이동 가능하게 삽입된 스토퍼를 갖는 것이 보다 바람직하다.
이때, 회동각제한홈의 양측 끝단부는 마그네트가 시료 측을 향하는 위치와 마그네트가 시료 반대 방향을 향하는 위치에 대응하는 180도 위치에 형성되는 것이 보다 효과적이다.
또한, 회동각제한홈은 반원 형상의 장공으로 형성되는 것이 바람직하다.
한편, 구동수단은 스퍼터링 증착 초기의 예비 스퍼터링 과정에서 마그네트를 시료 반대측 방향으로 회동시키고, 상기 예비 스퍼터링 후 마그네트를 시료 측 방향으로 회동시키는 것이 바람직하다.
그리고, 마그네트지지축의 일단부는 축삽입공을 관통하여 지지체 측으로 연장되고, 회동디스크는 상기 마그네트지지축의 일단부에 결합되며; 스토퍼는 지지체에 고정되는 것이 효과적이다.
이때, 타겟회전체의 축삽입공 내주면에 대응하는 마그네트지지축의 외주면에는 원주방향을 따라 회동력전달부재가 결합되는 회동력전달부재결합부가 형성되어 있는 것이 보다 바람직하다.
그리고, 회동력전달부재는 외측 둘레면이 타겟회전체의 축삽입공 내주면에 밀착되며, 타겟회전체의 회전에 대한 내구성을 갖는 O링인 것이 보다 효과적이다.
본 발명에 따르면, 간단한 구조로 예비 스퍼터링 과정에서 타겟 입자가 시료로 전달되는 것을 최소화 할 수 있고, 스퍼터링 설비의 제작비 상승을 방지할 수 있는 원통형 스퍼터링 캐소드 장치가 제공된다.
도 1은 본 발명에 따른 원통형 스퍼터링 캐소드 장치의 사시도,
도 2은 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선에 따른 원통형 스퍼터링 캐소드 장치의 측단면도,
도 3은 도 1의 원통형 스퍼터링 캐소드 장치 주요부분 절취 사시도,
도 4는 도 2 및 도 3의 "A"영역 확대 단면도,
도 5 내지 도 8은 도 1 내지 도 4의 원통형 스퍼터링 캐소드 장치 작동 상태를 나타낸 단면도.
이하에서는 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 대해 상세하게 설명한다.
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 원통형 스퍼터링 캐소드 장치(1)는 타겟(21)과 마그네트(31)를 갖는 스퍼터링 유닛(3)과, 스퍼터링 유닛(3)의 타겟(21)은 회전시키고 후술할 마그네트조립체(30)는 시료(2)를 향하는 방향과 그 반대 방향으로 회동시키는 구동수단(5)을 포함한다.
스퍼터링 유닛(3)은 축선 방향 양측에 마련되는 지지체(10)와, 양 지지체(10)에 대해 회전 가능하게 지지된 상태에서 구동수단(5)으로부터 전달되는 구동력에 의해 회전하는 타겟조립체(20)와, 타겟조립체(20) 내부에 마련되어 구동수단(5)으로부터 전달되는 회동력에 의해 시료(2)를 향하는 스퍼터링 방향과 시료(2) 반대 방향을 향하는 예비 스퍼터링 ??향으로 회동하는 마그네트조립체(30)를 가지고 있다.
지지체(10)는 후술할 타겟조립체(20)의 타겟회전체(23)를 회전 가능하게 지지한다. 이를 위해 양 지지체(10)의 중심부에는 회전체결합부(11)가 형성되어 있다. 그리고, 양측 지지체(10) 중 구동수단(5)에 인접한 일측의 지지체(10)에는 후술할 구동수단(5)의 구동력전달부재(54)가 통과하는 구동력전달개구(13)가 형성될 수 있다.
타겟조립체(20)는 외표면에 증착물질을 가지고 있는 원통형상의 타겟(21)과, 타겟(21)의 길이방향 양측에 마련되어 지지체(10)에 대해 회전 가능하게 결합되는 타겟회전체(23)를 갖는다. 타겟(21)의 내부 공간은 마그네트조립체(30)를 수용하는 공간으로 형성되며, 타겟(21)의 내부에는 스퍼터링 과정에서 발생하는 고열을 냉각하기 위한 냉각수가 순환될 수 있다. 그리고, 타겟회전체(23)는 타겟(21)의 길이방향 양측에 결합되어 타겟(21) 내부를 외부와 기밀하게 차단하면서, 지지체(10)의 회전체결합부(11)에 베어링을 개재하여 회전 가능하게 결합되어 있다. 양측 타겟회전체(23)의 중심에는 후술할 마그네트지지축(33)이 삽입되는 축삽입공(25)이 형성되어 있다.
한편, 마그네트조립체(30)는 타겟(21) 내부에 수용되어 자기장을 형성하는 마그네트(31)와, 마그네트(31)를 지지하며 마그네트(31)가 시료(2)를 향하는 방향과 시료(2) 반대 방향을 향하는 방향으로 회동하는 마그네트지지축(33)을 포함한다.
마그네트(31)는 타겟(21) 내부에 위치하는 마그네트지지축(33)에 결합되는데, 마그네트(31)의 결합을 위한 구성으로서 마그네트지지축(33)에 결합된 지지부재(37)와, 지지부재(37) 상에 결합된 요크(39)를 포함하며, 요크(39) 상에 마그네트(31)가 결합되는 형태로 마그네트지지축(33)에 결합된다.
마그네트지지축(33)은 타겟(21) 내부에서 타겟(21)의 중심축선 상에 설치되며, 양단부가 양측 타겟회전체(23)의 축삽입공(25)에 삽입되어 있다. 이때, 구동수단(5) 측의 타겟회전체(23) 축삽입공(25)에 삽입된 마그네트지지축(33)은 그 단부가 축삽입공(25)을 관통하여 지지체(10) 측으로 연장되어 있으며, 축삽입공(25) 내에 위치하는 마그네트지지축(33)의 외주면에는 후술할 회동력전달부재(55)가 결합되는 적어도 하나의 회동력전달부재(55)결합부(35)가 원주방향을 따라 형성되어 있다.
한편, 구동수단(5)은 스퍼터링 유닛(3)의 상부 영역에 설치되는 정역구동모터(51)와, 정역구동모터(51)의 회전축에 결합되는 원동풀리(52)와, 정역구동모터(51) 측에 인접한 타겟회전체(23)의 단부 둘레 영역에 결합되는 피동풀리(53)와, 원동풀리(52)와 피동풀리(53)간을 연결하여 정역구동모터(51)의 회전력을 타겟회전체(23)로 전달하는 구동력전달부재(54)와, 타겟회전체(23)의 회전력을 마그네트지지축(33)의 회동력으로 전달하는 회동력전달부재(55)와, 마그네트지지축(33)의 회동을 허용 및 제한하는 회동범위설정유닛(56)을 포함한다.
이 중 구동력전달부재(54)는 원동풀리(52)와 피동풀리(53)를 연결하는 폐루프 형태의 벨트 등으로 마련될 수 있다.
그리고, 회동력전달부재(55)는 고무재질의 링 형태로 마련되어 마그네트지지축(33)의 회동력전달부재(55)결합부(35)에 결합되는 것이 바람직하다. 이 회동력전달부재(55)는 O링일 수 있으며, 그 외주면이 타겟회전체(23)의 축삽입공(25) 내주면에 밀착된다. 이 회동력전달부재(55)는 후술할 회동범위설정유닛(56)의 작용에 의해 마그네트지지축(33)의 회동이 허용될 경우 타겟회전체(23)와 함께 마그네트지지축(33)이 회동할 수 있는 정도의 밀착력으로 타겟회전체(23)의 축삽입공(25) 내주면에 밀착된다. 또한, 이 회동력전달부재(55)는 회동범위설정유닛(56)의 작용에 의해 마그네트지지축(33)의 회동이 제한될 경우 타겟회전체(23)의 회전을 방해하지 않으면서 타겟회전체(23)의 축삽입공(25) 내주면에 밀착된 상태에서 회전력에 의한 파손이 발생하지 않을 정도의 내구성을 갖는다.
그리고, 회동범위설정유닛(56)은 마그네트지지축(33)의 회동 범위를 형성하는 회동디스크(57)와, 회동디스크(57)의 회동을 제한하는 스토퍼(59)로 구성된다.
회동디스크(57)는 원형 플레이트 형상으로 가지고 있으며, 그 중앙부가 볼트 등에 의해 구동수단(5) 측에 인접한 마그네트지지축(33)의 단부에 체결된다. 그리고, 회동디스크(57)의 판면에는 반원 형상의 회동각제한홈(58)이 형성되어 있다. 이 회동각제한홈(58)은 마그네트지지축(33)의 죽선을 중심으로 반경 방향 180도 범위의 반원 형상 장공으로 형성되거나, 반원 형상의 홈으로 형성될 수 있다.
스토퍼(59)는 회동디스크(57)의 회동각제한홈(58)에 일부영역이 삽입되도록 구동수단(5) 측에 인접한 지지체(10)에 고정 결합되어 있다. 이 스토퍼(59)는 회동디스크(57)의 회동시 회동각제한홈(58)의 양끝단에 걸림으로서 마그네트지지축(33)의 회동각을 180도 범위로 제한한다.
이때, 회동각제한홈(58)의 양측 끝단부에 스토퍼(59)가 걸리는 위치는 마그네트(31)가 시료(2) 반대 방향을 향하는 위치와, 마그네트(31)가 시료(2)를 향하는 위치에 대응한다.
이러한 구성을 갖는 본 발명에 따른 원통형 스퍼터링 캐소드 장치(1)는 구동수단(5)의 정역회전에 따라 타겟(21)이 회전하여 스퍼터링을 진행하게 되는데, 스퍼터링 과정은 마그네트(31)가 시료(2) 반대측을 향해 위치한 상태에서 진행되는 예비 스퍼터링 과정과, 마그네트(31)가 시료(2)를 향해 위치한 상태에서 진행되는 스퍼터링 과정으로 나누어 실행할 수 있다.
먼저, 예비 스퍼터링 과정에서는 구동수단(5)의 정역구동모터(51)가 일방향으로 회전하여 마그네트(31)를 시료(2) 반대측을 향하는 방향으로 회동시킴과 동시에, 타겟(21)을 회전시켜서 예비 스퍼터링이 진행되도록 하는데, 이 과정을 도 5 및 도 6을 참고하여 자세히 살펴보면 다음과 같다.
정역구동모터(51)가 일방향으로 회전하기 시작하면, 그 회전력이 원동풀리(52)와 구동력전달부재(54) 및 피동풀리(53)를 통해 타겟회전체(23)에 전달된다. 그러면, 타겟회전체(23)의 회전에 따라서 타겟(21)이 일방향으로 회전하기 시작함과 동시에, 회동력전달부재(55)의 밀착력에 의해 타겟회전체(23)에 밀착되어 있는 마그네트지지축(33) 역시 일방향으로 회동을 시작한다.
이 과정에서 도 5에 도시된 바와 같이, 마그네트지지축(33)의 단부에 결합되어 있는 회동디스크(57) 역시 일방향으로 회동하게 되는데, 회동디스크(57)가 회동하는 과정에서 회동각제한홈(58)의 일측 끝단에 스토퍼(59)에 걸리게 되면 그 회동을 정지하면서 마그네트지지축(33)의 회동을 정지시킨다. 이에 의해, 마그네트(31)는 도 6에 도시된 바와 같이, 시료(2) 반대측을 향하는 방향으로 회동된 상태를 유지한다.
그리고, 타겟(21)은 지속적으로 일방향으로 회전하여 마그네트조립체(30)로부터 전달되는 전기장과 자기장에 의해 예비 스퍼터링을 진행한다.
이와 같이, 마그네트(31)가 시료(2) 반대측을 향하는 상태에서 진행되는 예비 스퍼터링 과정은 불안정한 초기 스퍼터링 과정에서 타겟(21) 입자가 시료(2)를 향해 직접적으로 전달되지 못 함으로써, 증착 품질에 영향을 미치지 않는다.
한편, 예비 스퍼터링이 소정 시간동안 진행된 다음 초기 스퍼터링 과정에서 발생되는 불안정적인 요소들이 사라지면, 본격적인 스퍼터링 과정이 진행된다.
스퍼터링 과정에서는 구동수단(5)의 정역구동모터(51)가 타방향으로 회전하여 마그네트(31)를 시료(2) 측을 향하는 방향으로 회동시킴과 동시에, 타겟(21)을 회전시켜서 스퍼터링이 진행되도록 하는데, 이 과정을 도 7 및 도 8을 참고하여 자세히 살펴보면 다음과 같다.
정역구동모터(51)가 타방향으로 회전하기 시작하면, 그 회전력이 원동풀리(52)와 구동력전달부재(54) 및 피동풀리(53)를 통해 타겟회전체(23)에 전달된다. 그러면, 타겟회전체(23)의 회전에 따라서 타겟(21)이 타방향으로 회전하기 시작함과 동시에, 회동력전달부재(55)의 밀착력에 의해 타겟회전체(23)에 밀착되어 있는 마그네트지지축(33) 역시 타방향으로 회동을 시작한다.
이 과정에서 마그네트지지축(33)의 단부에 결합되어 있는 회동디스크(57) 역시 타방향으로 회동하게 되는데, 도 7과 같이, 회동디스크(57)가 회동하는 과정에서 회동각제한홈(58)의 타측 끝단이 스토퍼(59)에 걸리게 되면 그 회동을 정지하면서 마그네트지지축(33)의 회동을 정지시킨다. 이에 의해, 마그네트(31)는 도 8과 같이, 시료(2) 측을 향하는 방향으로 회동된 상태를 유지한다.
그리고, 타겟(21)은 지속적으로 타방향으로 회전하여 마그네트조립체(30)로부터 전달되는 전기장과 자기장에 의해 스퍼터링을 진행한다.
이와 같이, 마그네트(31)가 시료(2) 측을 향하는 상태에서 진행되는 스퍼터링 과정은 불안정한 초기 예비 스퍼터링 과정 후에 이루어지는 것으로서 안정적인 스퍼터링 상태에서 타겟 입자가 시료(2)로 전달됨으로써, 우수한 증착 품질을 얻을 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 원통형 스퍼터링 캐소드 장치는 불안정한 초기 예비 스퍼터링 과정에서는 마그네트가 시료 반대측을 향하도록 회동되고, 안정적인 스퍼터링 과정에서는 마그네트가 시료 측을 향하도록 회동됨으로써, 우수한 증착 품질을 얻을 수 있다.
또한, 불안정한 초기 예비 스퍼터링 과정에서 타겟입자가 시료에 전달되는 것을 차단하기 위해 별도의 셔터장치를 마련하지 않아도 되기 때문에, 스퍼터링 설비의 구조가 간단해지고 이에 따른 스퍼터링 설비의 제작비 절감을 도모할 수 있다.
10 : 지지체 21 : 타겟
23 : 타겟회전체 31 : 마그네트
33 : 마그네트지지축 51 : 정역구동모터
52 : 원동풀리 53 : 피동풀리
54 : 구동력전달부재 55 : 회동력전달부재
56 : 회동범위설정유닛 57 : 회동디스크
58 : 회동각제한홈 59 : 스토퍼

Claims (10)

  1. 지지체와, 상기 지지체에 정역 회전 가능하게 지지되는 원통 형상의 타겟을 가지고 시료를 향해 스퍼터링 증착을 행하는 원통형 스퍼터링 캐소드 장치에 있어서,
    상기 타겟의 축선 방향 양측에 결합되어 상기 지지체에 정역 회전 가능하게 지지되며, 중심에 축삽입공이 형성된 타겟회전체;
    양단부가 상기 축삽입공에 회전 가능하게 삽입되는 마그네트지지축;
    상기 타겟 내부에서 상기 마그네트지지축에 지지되어 상기 시료 측 방향과 시료 반대 측 방향을 향하도록 회동하는 마그네트;
    상기 타겟을 정역 회전시키며, 상기 마그네트를 회동 및 회동 상태 유지시키는 구동수단을 포함하되;
    구동수단은
    정역구동모터와,
    상기 정역구동모터의 회전축에 결합되는 원동풀리와,
    상기 타겟회전체에 결합되는 피동풀리와,
    상기 원동풀리와 상기 피동풀리를 연동 가능하게 연결하는 적어도 하나의 구동력전달부재와,
    상기 타겟회전체의 축삽입공 내주면과 이에 대응하는 상기 마그네트지지축의 외주면 사이에 개재되어 상기 타겟회전체의 회전력을 상기 마그네트지지축의 회동력으로 전달하는 회동력전달부재와,
    상기 마그네트의 회동이 시료 측 방향과 시료 반대 측 방향 범위 내에서 이루어지도록 상기 마그네트지지축의 회동범위를 제한하는 회동범위설정유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 원통형 스퍼터링 캐소드 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    회동범위설정유닛은
    마그네트지지축에 결합되며, 판면에 반경방향으로 회동각제한홈이 형성되어 있는 원판형 회동디스크와,
    상기 회동디스크에 인접한 영역에 고정되어 일영역이 상기 회동각제한홈에 대해 상대 이동 가능하게 삽입된 스토퍼를 갖는 것을 특징으로 하는 원통형 스퍼터링 캐소드 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    회동각제한홈의 양측 끝단부는 마그네트가 시료 측을 향하는 위치와 마그네트가 시료 반대 방향을 향하는 위치에 대응하는 180도 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 원통형 스퍼터링 캐소드 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    회동각제한홈은 반원 형상의 장공으로 형성되는 것을 특징으로 하는 원통형 스퍼터링 캐소드 장치.
  7. 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    구동수단은 스퍼터링 증착 초기의 예비 스퍼터링 과정에서 마그네트를 시료 반대측 방향으로 회동시키고, 상기 예비 스퍼터링 후 마그네트를 시료 측 방향으로 회동시키는 것을 특징으로 하는 원통형 스퍼터링 캐소드 장치.
  8. 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    마그네트지지축의 일단부는 축삽입공을 관통하여 지지체 측으로 연장되고, 회동디스크는 상기 마그네트지지축의 일단부에 결합되며;
    스토퍼는 지지체에 고정되는 것을 특징으로 하는 원통형 스퍼터링 캐소드 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    타겟회전체의 축삽입공 내주면에 대응하는 마그네트지지축의 외주면에는 원주방향을 따라 회동력전달부재가 결합되는 회동력전달부재결합부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 원통형 스퍼터링 캐소드 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    회동력전달부재는 외측 둘레면이 타겟회전체의 축삽입공 내주면에 밀착되며, 타겟회전체의 회전에 대한 내구성을 갖는 O링인 것을 특징으로 하는 원통형 스퍼터링 캐소드 장치.
KR1020110028344A 2011-03-29 2011-03-29 원통형 스퍼터링 캐소드 장치 KR101298768B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110028344A KR101298768B1 (ko) 2011-03-29 2011-03-29 원통형 스퍼터링 캐소드 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110028344A KR101298768B1 (ko) 2011-03-29 2011-03-29 원통형 스퍼터링 캐소드 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120113816A KR20120113816A (ko) 2012-10-16
KR101298768B1 true KR101298768B1 (ko) 2013-08-21

Family

ID=47283206

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110028344A KR101298768B1 (ko) 2011-03-29 2011-03-29 원통형 스퍼터링 캐소드 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101298768B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230168774A (ko) 2022-06-08 2023-12-15 (주)템스코 대상물의 단부를 지지하기 위한 엔드 블록

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111719123A (zh) * 2019-03-21 2020-09-29 广东太微加速器有限公司 组合式靶件

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6488824B1 (en) 1998-11-06 2002-12-03 Raycom Technologies, Inc. Sputtering apparatus and process for high rate coatings
US20070089983A1 (en) 2005-10-24 2007-04-26 Soleras Ltd. Cathode incorporating fixed or rotating target in combination with a moving magnet assembly and applications thereof
KR100880018B1 (ko) 2007-07-19 2009-01-22 코오롱글로텍주식회사 텐터가공장치
KR20100115180A (ko) * 2009-04-17 2010-10-27 (주)에스엔텍 원통형 스퍼터링 캐소드

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6488824B1 (en) 1998-11-06 2002-12-03 Raycom Technologies, Inc. Sputtering apparatus and process for high rate coatings
US20070089983A1 (en) 2005-10-24 2007-04-26 Soleras Ltd. Cathode incorporating fixed or rotating target in combination with a moving magnet assembly and applications thereof
KR100880018B1 (ko) 2007-07-19 2009-01-22 코오롱글로텍주식회사 텐터가공장치
KR20100115180A (ko) * 2009-04-17 2010-10-27 (주)에스엔텍 원통형 스퍼터링 캐소드

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230168774A (ko) 2022-06-08 2023-12-15 (주)템스코 대상물의 단부를 지지하기 위한 엔드 블록

Also Published As

Publication number Publication date
KR20120113816A (ko) 2012-10-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104392953B (zh) 处理盘状制品的设备
KR102364799B1 (ko) 마그네트론 스퍼터링 장치용 회전식 캐소드 유닛
JP5931824B2 (ja) 真空ポンプを芯出しするための及び／又は真空ポンプの浮遊磁界若しくは真空ポンプ用の回転機器の浮遊磁界を減少させるための方法
JP2012105487A (ja) 電動モータの冷却装置
JP6701455B2 (ja) スパッタリング装置及び成膜方法
WO2018210120A1 (zh) 磁控管驱动机构、磁控管组件及反应腔室
JP2014525516A5 (ko)
KR101298768B1 (ko) 원통형 스퍼터링 캐소드 장치
TWI386504B (zh) Film forming apparatus and film forming method
WO2012081168A1 (ja) スパッタリング装置
JP6959696B2 (ja) 工程チャンバーの内部に配置される基板処理装置及びその作動方法
CN108193186B (zh) 一种工件转动架及纳米材料制作设备
JP4219566B2 (ja) スパッタ装置
JP2018515930A5 (ko)
TW201826348A (zh) 可通用安裝的端塊
JP6469432B2 (ja) ロータリーカソード、および、スパッタ装置
KR20160018641A (ko) 원통형 스퍼터링 캐소드 장치 및 이를 이용한 박막 증착 방법
US9558921B2 (en) Magnetron sputtering apparatus
KR101778602B1 (ko) 플라즈마 증착 장치용 전극 본체 구동수단
KR20150081726A (ko) 원통형 스퍼터링 캐소드 장치 및 이를 이용한 박막 증착 방법
WO2018173531A1 (ja) マグネットギアポンプおよびその製造方法
JP2011026652A (ja) 両面成膜装置
JP2017002350A (ja) マグネトロンスパッタリング装置用の回転式カソードユニット
KR101800202B1 (ko) 플라즈마 증착 장치
EP0448474A1 (fr) Dispositif pour rendre homogÀ¨ne l'implantation d'ions sur la surface d'échantillons plans

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160615

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170207

Year of fee payment: 5