KR101309984B1 - 기판 증착 장치 및 그의 기판 증착 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 기판 증착 장치는, 증착 대상물인 기판의 증착 공간을 형성하며, 증착 공간에 기판이 로딩되는 기판 로딩부가 구비되는 공정 챔버; 및 공정 챔버에서 기판 로딩부의 일측에 구비되며, 기판에 이온빔을 조사하여 기판에 다이아몬드상 탄소(DLC, Diamond Like Carbon) 박막을 형성하는 이온빔 소스 유닛;을 포함하며, 이온빔 소스 유닛은 유입되는 가스의 흐름을 통해 이온화를 시키는 캐소드(cathode) 및 애노드(anode)를 포함하며, 애노드에는 증착 공정 시 발생 가능한 카본을 포함하는 이물질이 애노드에 축적되는 속도를 감소시킴으로써 애노드를 보호하는 애노드 보호부가 구비될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 기판에 다이아몬드상 탄소 박막(DLC, Diamond Like Carbon)을 증착하는 공정이 반복적으로 진행됨으로써 카본과 같은 이물질이 발생하더라도 이온빔 소스 유닛의 애노드가 오염되는 것을 방지할 수 있으며 따라서 박막 증착 공정의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

Description

기판 증착 장치 및 그의 기판 증착 방법{Apparatus and method to deposition substrate}
기판 증착 장치 및 그의 기판 증착 방법이 개시된다. 보다 상세하게는, 기판의 증착 공정 중에 발생 가능한 이물질이 이온빔 소스 유닛의 애노드에 영향을 미치는 것을 저지할 수 있는 기판 증착 장치 및 그의 기판 증착 방법이 개시된다.
일반적으로, 진공 중에서 탄소를 포함한 가스를 이용하면서 플라즈마 활성화를 통해 제조되는 탄소 박막은 수소의 함량이나 이온 에너지 등에 따라 흑연 특성은 물론 폴리머 특성 그리고 다이아몬드 특성까지 다양한 형태로 구현된다. 또한 제조되는 탄소 박막의 기계적, 물리적 특성 역시 광범위한 형태로 표현된다.
이 중에서도 특히 비정질 탄소 박막은 다양한 탄소계 박막 중에서 물리적, 화학적으로 안정적이고 기계적 특성이 우수하기 때문에 현재 가장 많은 연구가 수행되고 있는 박막 분야이다. 이러한 비정질 탄소 박막 중에서도 다이아몬드상 탄소(DLC, Diamond Like Carbon) 박막은 높은 경도, 고윤활 특성, 우수한 생체 적합성, 낮은 표면 거칠기 등의 장점을 갖기 때문에 그 연구가 심도 있게 진행되고 있다.
이와 같은 다이아몬드상 탄소 박막을 제조하는 방법으로, ECR-CVD 방식, 진공여과아크 방식, PECVD 방식, 이온빔 증착법 등이 있다.
이 중, 이온빔 증착법은 탄소를 함유한 가스를 분해하는 이온빔을 이용하여 기판에 계면층을 형성하고 계면층에 다이아몬드상 탄소 박막을 형성하는 방법으로서, 이러한 방법이 적용되는 박막 증착 장치는, 증착 공간을 형성하는 챔버, 챔버 내에 장착되어 기판이 안착되는 로딩부, 기판 상에 계면층을 형성하기 위한 스퍼터링 소스 및 다이아몬드상 탄소 박막을 코팅하기 위한 이온빔 소스를 포함할 수 있다.
그런데, 이러한 종래의 이온빔 증착법이 적용되는 증착 장치에 있어서는, 기판에 이온빔 소스를 이용하여 다이아몬드상 탄소를 코팅할 때 이온빔 소스에 구비되는 애노드에 카본 등의 이물질이 축적되어 박막의 특성을 저하시킬 수 있으며, 또한 다이아몬드상 탄소 박막을 코팅 시 아크(arc)가 발생될 수 있고, 카본이 계속적으로 축적되면 애노드에 절연층을 형성하여 플라즈마를 유지시킬 수 없게 된다. 따라서, 반복적인 공정에 의해 애노드의 기능이 상실되는데, 이를 방지하기 위해 별도의 애노드 클리닝 공정이 요구되는 번거로움이 발생될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 목적은, 기판에 다이아몬드상 탄소 박막(DLC, Diamond Like Carbon)을 증착하는 공정이 반복적으로 진행됨으로써 카본과 같은 이물질이 발생하더라도 이온빔 소스 유닛의 애노드가 오염되는 것을 방지할 수 있으며 따라서 박막 증착 공정의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 기판 증착 장치 및 그의 기판 증착 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 다른 목적은, 증착 대상물인 기판의 중간층 형성 및 다이아몬드상 탄소 박막을 하나의 장치로 수행할 수 있어 기판의 증착 공정의 효율성을 향상시킬 수 있는 기판 증착 장치 및 그의 기판 증착 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 다른 목적은, 이온빔 소스 유닛을 이용하여 기판 상에 다이아몬드상 탄소 박막이 형성되기 때문에 증착 공정 시 방전이 되는 것을 저지할 수 있고 균일한 박막 특성을 구현할 수 있는 기판 증착 장치 및 그의 기판 증착 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 기판 증착 장치는, 증착 대상물인 기판의 증착 공간을 형성하며, 상기 증착 공간에 상기 기판이 로딩되는 기판 로딩부가 구비되는 공정 챔버; 및 상기 공정 챔버에서 상기 기판 로딩부의 일측에 구비되며, 상기 기판에 이온빔을 조사하여 상기 기판에 다이아몬드상 탄소(DLC, Diamond Like Carbon) 박막을 형성하는 이온빔 소스 유닛;을 포함하며, 상기 이온빔 소스 유닛은 유입되는 가스의 흐름을 통해 이온화를 시키는 캐소드(cathode) 및 애노드(anode)를 포함하며, 상기 애노드에는 증착 공정 시 발생 가능한 카본을 포함하는 이물질이 상기 애노드에 축적되는 속도를 감소시킴으로써 상기 애노드를 보호하는 애노드 보호부가 구비될 수 있다.
상기 애노드 보호부는 상기 기판을 향하는 상기 애노드의 일면에 코팅 처리되는 막 타입일 수 있다.
상기 애노드 보호부는 티타늄나이트라이드(TiN) 재질로 형성될 수 있다.
상기 이온빔 소스 유닛은, 상기 캐소드 및 상기 애노드가 내부 공간에 장착되는 유닛본체; 상기 유닛본체의 내부 공간으로 상기 이온빔 생성을 위한 가스를 유입시키는 가스 유입부; 및 상기 유닛본체 내부에 장착되는 상기 캐소드 및 상기 애노드와 작용하여 전자기장을 형성하는 영구자석을 포함하며, 상기 캐소드 및 상기 애노드는 상기 영구자석을 기준으로 대칭되게 한 쌍 구비되고 상기 기판을 향하는 상기 애노드의 일면에 상기 애노드 보호부가 구비될 수 있다.
상기 기판 증착 장치는, 상기 공정 챔버에서 상기 기판 로딩부를 기준으로 상기 이온빔 소스 유닛과 대칭되게 배치되어 상기 이온빔 소스 유닛을 이용하여 상기 기판에 상기 다이아몬드상 탄소 박막을 형성하기 전에 상기 기판 상에 중간층을 형성하는 스퍼터링 유닛을 더 포함할 수 있다.
상기 기판의 증착될 면이 상기 스퍼터링 유닛 또는 상기 이온빔 소스 유닛을 향하도록 상기 기판 로딩부는 상기 공정 챔버에 회전 가능하게 결합될 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 기판 증착 장치의 기판 증착 방법은, 상기 이온빔 소스 유닛을 이용하여 상기 기판에 잔존 가능한 이물질을 제거하는, 기판 세정 단계; 상기 스퍼터링 유닛을 이용하여 상기 기판의 일면에 상기 중간층을 형성하는, 중간층 형성 단계; 및 상기 이온빔 소스 유닛을 이용하여 상기 기판에 형성된 상기 중간층 상에 상기 다이아몬드상 탄소 박막을 형성하는, DLC 형성 단계;를 포함하며, 상기 이온빔 소스 유닛에 구비되어 유입되는 가스의 흐름을 통해 이온화를 시켜 상기 이온빔이 형성되도록 하는 캐소드 및 애노드 중 상기 애노드에는 증착 공정 시 발생 가능한 카본을 포함하는 이물질이 상기 애노드의 일면에 축적되는 속도를 감소시켜 상기 애노드를 보호하도록 하는 애노드 보호부가 구비될 수 있다.
상기 기판 증착 방법은, 상기 중간층 및 상기 다이아몬드상 탄소 박막이 형성된 상기 기판을 열처리하여 상기 다이아몬드상 탄소 박막의 결정을 형성시키는, 열처리 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 애노드 보호부는 상기 기판을 향하는 상기 애노드의 일면에 코팅 처리되는 막 타입이며, 티타늄나이트라이드(TiN) 재질로 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 기판에 다이아몬드상 탄소 박막을 증착하는 공정이 반복적으로 진행됨으로써 카본과 같은 이물질이 발생하더라도 이온빔 소스 유닛의 애노드가 오염되는 것을 방지할 수 있으며 따라서 박막 증착 공정의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 증착 대상물인 기판의 중간층 형성 및 다이아몬드상 탄소 박막을 하나의 장치로 수행할 수 있어 기판의 증착 공정의 효율성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 이온빔 소스 유닛을 이용하여 기판 상에 다이아몬드상 탄소 박막이 형성되기 때문에 증착 공정 시 방전이 되는 것을 저지할 수 있고 균일한 박막 특성을 구현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 증착 장치의 개략적인 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 이온빔 소스 유닛의 내부 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 증착 장치의 기판 증착 방법의 단계를 도시한 순서도이다.
도 4는 도 2의 기판에 중간층 및 다이아몬드상 탄소 박막이 형성되는 과정을 단계적으로 도시한 도면이다.
도 5는 도 4에 도시된 중간층의 유무에 따라 다이아몬드상 탄소 박막의 상태를 비교하여 표현하는 이미지이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 구성 및 적용에 관하여 상세히 설명한다. 이하의 설명은 특허 청구 가능한 본 발명의 여러 태양(aspects) 중 하나이며, 하기의 기술(description)은 본 발명에 대한 상세한 기술(detailed description)의 일부를 이룬다.
다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 관한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 증착 장치의 개략적인 구성을 도시한 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 이온빔 소스 유닛의 내부 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 증착 장치(100)는, 기판(W)의 증착 공간(110S)을 형성하는 공정 챔버(110)와, 공정 챔버(110)의 일측에 장착되어 기판(W)에 중간층(S1, 도 2 참조)을 형성하는 스퍼터링 유닛(120)과, 공정 챔버(110)의 타측에 배치되어 기판(W)에 다이아몬드상 탄소(DLC, Diamond Like Carbon) 박막(S2, 도 2 참조)을 형성하는 이온빔 소스 유닛(130)을 포함한다.
이러한 구성에 의해서, 하나의 장치에 의해서 기판(W)에 중간층(S1)을 형성한 후 다이아몬드상 탄소 박막(S2)을 형성할 수 있다.
각각의 구성에 대해 설명하면, 먼저 공정 챔버(110)는 중앙 영역에 기판(W)이 로딩되는 기판 로딩부(111)가 장착되고, 그 일측에 스퍼터링 유닛(120)이, 그리고 타측에는 이온빔 소스 유닛(130)이 장착되는 대칭 구조를 갖는다. 이러한 공정 챔버(110)는 진공 상태로 유지됨으로써 기판(W)에 대한 증착 공정이 신뢰성 있게 진행될 수 있다.
기판 로딩부(111)는, 도 1에 도시된 것처럼, 공정 챔버(110)에 대해 회전 가능하게 장착된다. 따라서 기판 로딩부(111)에 장착된 기판(W)이 스퍼터링 유닛(120)을 향하게 함으로써 기판(W)에 중간층(S1)을 형성할 수 있고, 회전 동작에 의해 기판(W)이 이온빔 소스 유닛(130)을 향하도록 위치 조절함으로써 중간층(S1)이 형성된 기판(W)에 다이아몬드상 탄소 박막(S2)을 형성시킬 수도 있다.
또한 기판 로딩부(111)는 바이어스 전압 인가부(112)와 전기적으로 연결되어 기판(W)에 바이어스 전압이 인가될 수 있으며, 이로 인해 후술할 기판(W)의 세정 공정 및 박막 형성 공정이 진행될 수 있다.
한편, 본 실시예의 스퍼터링 유닛(120)은 기판(W)에 중간층(S1)을 형성하는 부분으로서, 중간층(S1) 형성을 위한 타겟(미도시)을 구비할 수 있다. 이러한 스퍼터링 유닛(120)의 스퍼터링 공정에 의해 기판(W)에 예를 들면 Fe 중간층(S1)이 형성될 수 있다.
이러한 Fe 중간층(S1)은 촉매 역할을 함으로써 후술할 이온빔 소스 유닛(130)에 의해 형성되는 다이아몬드상 탄소 박막(S2)의 결정의 핵 생성에 영향을 끼칠 수 있다. 즉, 도 4에 도시된 것처럼, 나노 결정 다이아몬드(S3)를 성장시킬 수 있는 것이다.
한편, 본 실시예의 이온빔 소스 유닛(130)은 중간층(S1)이 형성된 기판(W)에 이온빔을 제공하여 다이아몬드상 탄소 박막(S2)을 형성하는 부분으로서, 도 2에 도시된 바와 같이, 외관을 형성하는 유닛본체(131)와, 유닛본체(131) 내에 내장되는 캐소드(133, cathode) 및 애노드(135, anode)와, 외부의 가스 공급부(150, 도 1 참조)와 연통되는 가스 유입부(미도시)와, 캐소드(133) 및 애노드(135) 사이에 배치되는 영구자석(137)을 포함할 수 있다.
도 2를 참조하면, 유닛본체(131) 내에서 한 쌍의 애노드(135)가 전술한 기판(W)과 나란하도록 판면 방향으로 배치되고, 그 사이에 하나의 영구자석(137)이 배치될 수 있다. 그리고, 한 쌍의 애노드(135)의 외측(기판(W) 방향)에서 애노드(135)의 배치 폭에 비해 더 넓도록 한 쌍의 캐소드(133)가 배치될 수 있으며, 한 쌍의 캐소드(133) 사이에 또 다른 영구자석(137)이 배치될 수 있다.
이러한 구성에 의해서, 가스 유입부를 통해 가스, 예를 들면 아세틸렌(C2H2) 가스와 같은 활성 가스를 유입하여 가스 흐름을 발생시키고 캐소드(133)와 애노드(135)에 전원 인가부(155)를 통해 전압을 인가하면 플라즈마를 야기시킬 수 있다. 그러면 플라즈마 내의 이온이 이온빔을 형성하고 기판(W)으로 가속되어 기판(W)의 중간층(S1)의 외면에 다이아몬드상 탄소 박막(S2)을 형성할 수 있다.
부연 설명하면, 본 실시예의 이온빔 소스 유닛(130)은 캐소드(133)와 애노드(135) 사이의 가스 흐름을 통해 이온화를 시키는데, 이 때 인가되는 전압은 애노드(135)에 적용된다. 이 전압은 애노드(135)의 안쪽과 바깥쪽의 팁 사이에서 높은 전자기장을 펼치며 이를 통해 플라즈마 상태가 될 수 있다. 플라즈마화된 이온들은 애노드(135)의 전자기장에 의해 튕겨 나가서 이온빔을 형성할 수 있으며 이러한 이온빔을 통해 기판(W)의 중간층(S1) 외면에 다이아몬드상 탄소 박막(S2)이 신뢰성 있게 증착될 수 있다.
이러한 이온빔 소스 유닛(130)을 이용하여 기판(W)에 다이아몬드상 탄소 박막(S2)을 형성하는 방법은 장시간의 코팅 공정에도 방전 전류 없이 일정한 안정성을 얻을 수 있고, 또한 예를 들면 95% 이상의 균일한 박막 특성을 재현할 수 있으며, 또한 높은 경도값과 낮은 마찰계수를 갖는 다이아몬드상 탄소 박막(S2)의 대면적 코팅을 용이하게 수행할 수 있다.
그런데, 이러한 이온빔 증착법이 반복적으로 진행되는 경우, 애노드(135)의 외면에 증착 공정 결과 발생되는 카본 등의 이물질이 축적될 수 있다. 이는 기판(W) 상에 증착되는 다이아몬드상 탄소 박막(S2)의 특성을 저하시킬 수 있으며 박막 증착 시 아크(arc)가 발생될 수 있고 또한 애노드(135)에 카본이 계속 축적되면 애노드에 절연층을 형성하여 플라즈마를 유지시킬 수 없게 된다. 이에 수번의 공정 후에는 애노드(135)의 기능이 상실되는 것을 방지하기 위해 애노드(135)를 클리닝하는 공정이 별도로 요구될 수 있다.
이에, 본 실시예의 경우, 애노드(135)의 외면, 즉 기판(W)을 향하는 애노드(135)의 일면에는 카본이 축적되는 속도를 현저히 감소시킴으로써 애노드를 보호하는 애노드 보호부(140)가 구비될 수 있으며, 이에 따라 전술한 문제점들을 해결할 수 있다.
본 실시예의 애노드 보호부(140)는 기판(W)을 향하는 애노드(135)의 일면에 코팅 처리되는 막 타입으로 마련될 수 있다. 또한 애노드 보호부(140)는 티타늄나이트라이드(TiN) 재질로 마련될 수 있다. 다만, 본 실시예의 애노드 보호부(140)의 재질이 이에 한정되는 것은 아니며 애노드(135)에 카본과 같은 이물질이 축적되는 속도를 현저히 줄일 수 있다면 다른 재질이 적용될 수 있음은 당연하다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 증착 장치(100)의 기판 증착 방법에 대해서 도 3 내지 도 5를 참조하여 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 증착 장치의 기판 증착 방법의 단계를 도시한 순서도이고, 도 4는 도 2의 기판에 중간층 및 다이아몬드상 탄소 박막이 형성되는 과정을 단계적으로 도시한 도면이며, 도 5는 도 4에 도시된 중간층의 유무에 따라 다이아몬드상 탄소 박막의 상태를 비교하여 표현하는 이미지이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 증착 장치(100)의 기판 증착 방법은, 기판(W)의 증착면에 잔존하는 이물질을 세정하는 기판 세정 단계(S100)와, 스퍼터링 유닛(120)을 이용하여 기판(W)의 일면에 중간층(S1)을 형성하는 중간층 형성 단계(S200)와, 이온빔 소스 유닛(130)을 이용하여 중간층(S1)이 형성된 기판(W)에 다이아몬드상 탄소 박막(S2)을 형성하는 DLC 형성 단계(S300)와, 중간층(S1) 및 다이아몬드상 탄소 박막(S2)이 형성된 기판(W)을 열처리하는 열처리 단계(S400)를 포함할 수 있다.
여기서, 기판 세정 단계(S100) 전에 기판(W)을 공정 챔버(110) 내의 기판 로딩부(111)에 로딩시키고 공정 챔버(110) 내부의 환경을 진공 상태로 만드는 과정이 선행된다. 이 때, 진공 펌프(미도시) 등을 이용하여 공정 챔버(110)의 내부 공간을 5.0*10-5토르(Torr) 상태로 만들 수 있다.
본 실시예의 기판 세정 단계(S100)는, 전술한 이온빔 소스 유닛(130)을 이용하여 기판(W)을 세정하는 단계로서, 이 때 이온빔 소스 유닛(130)의 가스 유입부에 아르곤 가스를 유입시킨다. 동시에 전원 인가부(155)를 통해 캐소드(133)와 애노드(135)에 전압을 인가하면 아르곤 플라즈마가 형성될 수 있다. 그러면, 바이어스 전압 인가부(112)에 의해 전압 인가된 기판(W) 방향으로 아르곤 플라즈마 내의 이온이 가속되어 기판(W)에 존재하는 불순물 또는 산화물 등의 물질을 제거할 수 있다.
한편, 본 실시예의 중간층 형성 단계(S200)는, 기판 로딩부(111)를 회전시켜 기판(W)의 증착면이 스퍼터링 유닛(120)을 향하도록 한 후, 전원 인가부(125)를 통해 스퍼터링 유닛(130)의 타겟에 전원을 인가함으로써 타겟으로부터 중간층(S1) 생성을 위한 물질을 제공할 수 있으며 이로 인해 기판(W)의 일면에 Fe 중간층(S1)과 같은 중간층(S1)을 증착할 수 있다. 이 때, 공정 챔버(110) 내의 온도는 대략 250℃로 유지될 수 있다.
본 실시예의 DLC 형성 단계(S300) 시, 기판 로딩부(111)를 다시 회전시켜 기판(W)의 증착면이 이온빔 소스 유닛(130)을 향하도록 한 후, 이온빔 소스 유닛(130)을 구동시켜 기판(W)의 중간층(S1) 상에 다이아몬드상 탄소 박막(S2)을 생성할 수 있다.
이 때, 이온빔 소스 유닛(130)에 예를 들면 1400V의 전압을 인가할 수 있고, 기판(W)에 (-)100V의 전압을 인가할 수 있다. 그러면, 이온빔 소스 유닛(130)에 유입되는 아세틸렌 가스와 같은 활성 가스는 캐소드(133) 및 애노드(135)의 작용에 의해 흐름이 발생될 수 있어 플라즈마화되고 플라즈마 상태의 이온들은 음극 전압이 걸린 기판(W)의 전면으로 균일하게 이동하여 기판(W)의 중간층(S1) 상에 다이아몬드상 탄소 박막(S2)을 형성할 수 있다.
그런데, 이러한 DLC 형성 단계(S300) 시 발생되는 카본 등의 이물질이 애노드(135)의 일면에 축적될 수 있는데, 본 실시예의 애노드(135)에는 티타늄나이트라이드 재질의 애노드 보호부(140)가 코팅되어 이물질의 축적 속도를 현저히 줄일 수 있으며 따라서 증착 공정의 신뢰성이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 본 실시예의 열처리 단계(S400)는, 별도의 열처리 장치로(미도시)에서 진행될 수 있다. 열처리로 내에 다이아몬드상 탄소 박막(S2), Fe중간층(S1)이 증착된 기판(W)을 배치하고 예를 들면 500sccm의 속도로 아르곤 기체를 주입하면서 소정 온도(예를 들면, 800℃)에서 열처리를 하는 경우 도 5의 (b)에 도시된 것처럼 나노미터 단위의 나노 결정 다이아몬드(S3)가 형성됨을 알 수 있다.
도 5를 참조하면, 도 5의 (a)에 도시된 기판(기판에 바로 다이아몬드상 탄소 박막(S2)만이 증착된 기판)과 도 5의 (b)에 도시된 기판(기판에 중간층(S1) 및 다이아몬드상 탄소 박막(S2)이 증착된 기판)을 비교하여 볼 때, 도 5의 (b)에 도시된 기판(W)에서만 열처리 결과 나노 결정 다이아몬드가 성장되는 것을 알 수 있다. 이를 통해, 중간층(S1)이 다이아몬드상 탄소 박막(S2)의 결정 형성에 촉매 역할을 함을 도 5를 통해 확인할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 기판(W)에 다이아몬드상 탄소 박막(S2)을 증착하는 공정이 반복적으로 진행됨으로써 카본과 같은 이물질이 발생하더라도 애노드 보호부(140)에 의해 이온빔 소스 유닛(130)의 애노드(135)가 오염되는 것을 방지할 수 있으며 따라서 박막 증착 공정의 신뢰성을 향상시킬 수 있으며, 또한 증착 대상물인 기판(W)의 중간층(S1) 형성 및 다이아몬드상 탄소 박막(S2)을 하나의 장치로 수행할 수 있어 기판(W)의 증착 공정의 효율성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
아울러, 이온빔 소스 유닛(130)을 이용하여 기판(W) 상에 다이아몬드상 탄소 박막(S2)이 형성되기 때문에 증착 공정 시 방전이 되는 것을 저지할 수 있고 균일한 박막 특성을 구현할 수 있는 장점도 있다.
한편, 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
100 : 기판 증착 장치 110 : 공정 챔버
120 : 스퍼터링 유닛 130 : 이온빔 센서 유닛
140 : 애노드 보호부 150 : 가스 공급부
W : 기판 S1 : 중간층
S2 : 다이아몬드상 탄소 박막 S3 : 나노 결정 다이아몬드

Claims (9)

  1. 증착 대상물인 기판의 증착 공간을 형성하며, 상기 증착 공간에 상기 기판이 로딩되는 기판 로딩부가 구비되는 공정 챔버; 및
    상기 공정 챔버에서 상기 기판 로딩부의 일측에 구비되며, 상기 기판에 이온빔을 조사하여 상기 기판에 다이아몬드상 탄소(DLC, Diamond Like Carbon) 박막을 형성하는 이온빔 소스 유닛;
    상기 공정 챔버에서 상기 기판 로딩부를 기준으로 상기 이온빔 소스 유닛과 대칭되게 배치되어 상기 이온빔 소스 유닛을 이용하여 상기 기판에 상기 다이아몬드상 탄소 박막을 형성하기 전에 상기 기판 상에 중간층을 형성하는 스퍼터링 유닛;
    을 포함하며,
    상기 이온빔 소스 유닛은 유입되는 가스의 흐름을 통해 이온화를 시키는 캐소드(cathode) 및 애노드(anode)를 포함하며,
    상기 애노드에는 증착 공정 시 발생 가능한 카본을 포함하는 이물질이 상기 애노드에 축적되는 속도를 감소시킴으로써 상기 애노드를 보호하는 애노드 보호부가 구비되며,
    상기 기판의 증착될 면이 상기 스퍼터링 유닛 또는 상기 이온빔 소스 유닛을 향하도록 상기 기판 로딩부는 상기 공정 챔버에 회전 가능하게 결합되는 기판 증착 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 애노드 보호부는 상기 기판을 향하는 상기 애노드의 일면에 코팅 처리되는 막 타입인 기판 증착 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 애노드 보호부는 티타늄나이트라이드(TiN) 재질로 형성되는 기판 증착 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 이온빔 소스 유닛은,
    상기 캐소드 및 상기 애노드가 내부 공간에 장착되는 유닛본체;
    상기 유닛본체의 내부 공간으로 상기 이온빔 생성을 위한 가스를 유입시키는 가스 유입부; 및
    상기 유닛본체 내부에 장착되는 상기 캐소드 및 상기 애노드와 작용하여 전자기장을 형성하는 영구자석을 포함하며,
    상기 캐소드 및 상기 애노드는 상기 영구자석을 기준으로 대칭되게 한 쌍 구비되고 상기 기판을 향하는 상기 애노드의 일면에 상기 애노드 보호부가 구비되는 기판 증착 장치.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 증착 대상물인 기판의 증착 공간을 형성하며, 상기 증착 공간에 상기 기판이 로딩되는 기판 로딩부가 구비되는 공정 챔버; 상기 공정 챔버에서 상기 기판 로딩부의 일측에 구비되며, 상기 기판에 이온빔을 조사하여 상기 기판에 다이아몬드상 탄소(DLC, Diamond Like Carbon) 박막을 형성하는 이온빔 소스 유닛; 및 상기 공정 챔버에서 상기 기판 로딩부를 기준으로 상기 이온빔 소스 유닛과 대칭되게 배치되어 상기 이온빔 소스 유닛을 이용하여 상기 기판에 상기 다이아몬드상 탄소 박막을 형성하기 전에 상기 기판 상에 중간층을 형성하는 스퍼터링 유닛을 포함하는 기판 증착 장치의 기판 증착 방법에 있어서,
    상기 이온빔 소스 유닛을 이용하여 상기 기판에 잔존 가능한 이물질을 제거하는, 기판 세정 단계;
    상기 스퍼터링 유닛을 이용하여 상기 기판의 일면에 상기 중간층을 형성하는, 중간층 형성 단계; 및
    상기 이온빔 소스 유닛을 이용하여 상기 기판에 형성된 상기 중간층 상에 상기 다이아몬드상 탄소 박막을 형성하는, DLC 형성 단계;
    를 포함하며,
    상기 이온빔 소스 유닛에 구비되어 유입되는 가스의 흐름을 통해 이온화를 시켜 상기 이온빔이 형성되도록 하는 캐소드 및 애노드 중 상기 애노드에는 증착 공정 시 발생 가능한 카본을 포함하는 이물질이 상기 애노드의 일면에 축적되는 속도를 감소시켜 상기 애노드를 보호하도록 하는 애노드 보호부가 구비되며,
    상기 기판의 증착될 면이 상기 스퍼터링 유닛 또는 상기 이온빔 소스 유닛을 향하도록 상기 기판 로딩부는 상기 공정 챔버에 회전 가능하게 결합되는 기판 증착 장치의 기판 증착 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 중간층 및 상기 다이아몬드상 탄소 박막이 형성된 상기 기판을 열처리하여 상기 다이아몬드상 탄소 박막의 결정을 형성시키는, 열처리 단계를 더 포함하는 기판 증착 장치의 기판 증착 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 애노드 보호부는 상기 기판을 향하는 상기 애노드의 일면에 코팅 처리되는 막 타입이며, 티타늄나이트라이드(TiN) 재질로 형성되는 기판 증착 장치의 기판 증착 방법.
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