KR101465947B1 - 회전식 마그네트론을 가진 진공 챔버에서 기판을 코팅하는 방법 - Google Patents

회전식 마그네트론을 가진 진공 챔버에서 기판을 코팅하는 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 회전식 마그네트론을 가진 진공 챔버에서 기판을 코팅하는 방법으로서, 상기 기판이 마그네트론을 지나 기판 이송 방향으로 안내되며, 상기 마그네트론에 연결된 타겟으로부터 분리된 재료에 의해 코팅되고, 적절하다면, 상기 재료와 반응 가스의 반응이 상기 진공 챔버 내에서 이루어지는 기판 코팅 방법에 관한 것으로, 타겟 회전으로 동작점을 안정화함으로써 기판 상에서 층의 균일도를 개선하는 것을 목적으로 한다. 이 목적은 상기 타겟의 회전에 의해 유발된 제 1 프로세스 파라미터에서의 주기적 변화가 결정된 수준을 가진 제 2 프로세스 파라미터에서의 주기적 변화에 의해 수정되고, 및/또는 상이한 회전 속도를 가진 2개의 마그네트론이 제공됨으로써 실현된다.

Description

회전식 마그네트론을 가진 진공 챔버에서 기판을 코팅하는 방법{METHOD FOR COATING A SUBSTRATE IN A VACUUM CHAMBER HAVING A ROTATING MAGNETRON}
본 발명은 회전식 마그네트론을 가진 진공 챔버에서 기판을 코팅하는 방법에 관한 것으로, 상기 기판이 마그네트론을 지나 기판 이송 방향으로 안내되며, 상기 마그네트론에 연결된 타겟으로부터 분리된 재료에 의해 코팅되고, 적절하다면, 상기 재료와 반응 가스의 반응이 상기 진공 챔버 내에서 이루어진다.
반응성 스퍼터링에 의해 층을 형성하는 기술이 알려져 있다. 이 경우, 고진공에서, 전압, 일반적으로 교류 극성의 전압이 타겟에 인가된다. 상기 타겟에 자기장이 침투하고, 그 결과, 고진공에 의한 스퍼터링 효과가 발생하며, 타겟 전압이 가능하게 되거나 지지된다. 타겟과 자기장 발생기의 조합을 마그네트론이라 하고, 그에 따른 스퍼터링을 마그네트론 스퍼터링이라 한다.
그 다음, 타겟 재료와 화학적으로 반응하는 가스가 목표한 방식으로 프로세스 공간 내에 도입된다. 그 다음, 반응 생성물이 기판의 표면 상에 증착된다. 이를 반응성 스퍼터링이라 한다. 반응 가스로서 산소를 도입함으로써, 예를 들어, 산화층이 얻어진다. 이에 따라, 위와 같은 반응성 스퍼터링에 의해, 예를 들어, Zn:Al 타겟으로부터 ZnO:Al 층을 형성하는 것이 가능하게 된다.
실제로, 소위 관형 마그네트론이 매우 가치있는 것으로 입증되었다. 이 경우, 튜브 형상의 타겟(관형 타겟)이 제공되며, 그 내부 공동에 자기장 발생기 또는 자화 시스템이 배열된다. 스퍼터링 프로세스 동안, 상기 관형 타겟은 회전되며, 이에 따라, 상기 관형 타겟은 고정 자기장 주위를 연속적으로 회전하게 된다. 이에 따라, 전체 타겟 표면이 항상 스퍼터링 프로세스에 의해 프로세싱된다. 따라서, 평면 타겟의 경우와는 달리, 상이한 타겟의 제거 또는 상이한 타겟의 산화의 구역이 형성될 수 없다. 특히, 이는 타겟이 균일하게 스퍼터링되도록 보장하며, 그 결과, 타겟의 활용을 더 양호하게 한다.
관형 마그네트론은 인라인 진공 코팅 설비에서 일반적으로 사용되고 있다. 이들은 기판 이송 시스템을 포함하는 길이 방향으로 연장된 진공 설비이며, 상기 기판 이송 시스템에 의해 기판이 진공 코팅 설비를 통해 이동하면서, 특히, 관형 마그네트론 코팅 스테이션을 포함한 다양한 프로세싱 스테이션을 통과하게 된다.
그러나, 이러한 관형 마그네트론은 완전히 원통형으로 제조되어 설치될 수 없다. 실제 사용에 있어서, 이는 자화 시스템 위에 현재 배치된 타겟 표면에서 자기장의 변동을 유발한다. 이는 동작점(operating point)에서의 변동과 연관된다.
여기서, 상기 동작점은 복수의 프로세스 파라미터에 따라 좌우되는 다차원 전류-전압 특성 곡선 세트에서의 포인트를 의미하는 것으로 이해된다. 특정 층 특성을 구현하기 위하여, 상기 동작점을 위치시키고자 하는 특성 곡선 세트에서의 특정 목표된 포인트 또는 목표된 영역이 미리 규정되는데, 즉 상기 동작점은 산출되는 층의 특성이 최적이 되도록 일반적으로 설정된다.
특히, 반응성 프로세스의 경우에서, 상기 특성 곡선 세트에 대한 프로세스 파라미터들의 영향은 특히 강하고 모호하지 않으며, 급격한 변화 또는 이력현상(hystereses)의 형태로 분명하게 나타난다. 이는 임피던스에 최소의 변동을 유발하는 자기장의 최소의 변동이 상당한 동작점 변동을 수반하는 효과가 있다.
특히, 반응성 프로세스의 경우에서, 상기 동작점의 변동은 기판 상의 층 특성이 이송 방향을 따라 변동하고, 최적의 특성이 거의 얻어지지 않는 결과로 귀결된다. 상기 층 특성의 파라미터들은 예컨대 증착된 층의 전송(transmission)과 저항(resistance)일 수 있다. 상기 동작점이 변동하는 경우, 연속적으로 통과하는 기판에 혼합층이 증착되며, 상기 혼합층으로는 최적의 전송과 최적의 저항을 얻을 수 없다. 예를 들면, 지금까지는 관형 마그네트론에 의한 ZnO:Al 층의 반응성 제조 동안 불만족스럽지 않을 정도의 전송을 얻는 것이 가능하지 않았다.
프로세스 제어에서, 상기 동작점은 가능하다면 일정하게 유지된다. 이를 목적으로 한 조절 방법, 예를 들면, 본 출원인이 개발한 플라즈마 방출 모니터링법(PEM), 또는 일정하게 조절된 전압이 공급되는 반응 가스에 의한 전력(power) 조절법 등이 알려져 있다.
상기 전력 조절 과정 중, 타겟 전압을 제공하기 위해 사용된 발전기는 전압 조절식으로 작동되며, 반응 가스 유량, 특히 산소 유량에 의해 목표된 전력이 설정된다. 관형 마그네트론이 사용되면, 튜브가 회전하는 동안 타겟 표면에서 자속의 변화가 반응 가스 유량, 특히 산소 유량의 재조절을 초래할 수 있는 반면, 전력은 매우 일정하게 유지될 수 있다.
그러나, 반응 가스 유량의 조절은 다른 변수들의 변화와 또한 연관되며, ZnO:Al 층을 형성할 때, Zn의 강도가 광 방출 스펙트럼에 라이닝(lining)한다. 이는 전압과 전력의 매우 우수한 일정성에도 불구하고, 튜브의 회전에 의해 동작점이 변하며, 좋은 특성과 나쁜 특성이 조합된 상술한 혼합층을 발생하게 하는 효과가 있다.
예를 들어, 특정 저항을 설정하고자 한다면, 상기 저항은 층 내의 고저항 부분에 의해 결정된다. 결국, 저항력의 한계값이 전체 층에서 낮아져야(undershot) 한다. 그러나, 상기 회전은 층의 일부가 고저항으로 증착되도록 하는 효과가 있지만, 튜브가 더 회전하면, 다른 부분은 저저항으로 증착되는 효과가 있다.
따라서, 상기 동작점이 튜브 회전에 의해 추적(tracked)되어야 하며, 이는 산소 유량 및 전력 조절만으로는 성공적이지 않다.
따라서, 본 발명의 목적은 타겟 회전으로 기판 상에서 층의 균일도를 개선하는 것을 포함한다.
이 목적은 청구항 제 1 항의 특징을 포함하는 방법에 의해 달성된다. 청구항 제 2 항 내지 제 16 항은 이 방법의 구성을 개시한다.
본 발명은 코팅 프로세스의 동작점의 조절을 제공하며, 회전식 타겟과 상대전극(counterelectrode)을 가진 관형 마그네트론에 타겟 전압이 인가되고, 이에 따라, 상기 타겟의 회전에 의해 유발된 제 1 프로세스 파라미터에서의 주기적 변화가 결정된 수준을 가진 제 2 프로세스 파라미터에서의 주기적 변화에 의해 수정된다.
구체적으로, 타겟 전압에 영향을 미침으로써, 제 1 프로세스 파라미터의 프로파일을 상기 제 1 프로세스 파라미터와는 무관한 제 2 프로세스 파라미터에 의해 수정할 수 있다는 것이 밝혀졌다.
본 발명에 따른 방법의 제 1 변형예에서, 타겟의 회전에 의해 유발된 제 1 프로세스 파라미터에서의 주기적 변화는 타겟 전압(U)(제 2 프로세스 파라미터)에서의 +ΔU 및 -ΔU 만큼의 주기적 변화에 의해 수정된다.
이 경우, 특히, 상기 변화량(ΔU)의 절대값(│ΔU│)은 타겟 전압(U)의 절대값(│U│) 보다 작을 수 있다.
광 방출 스펙트럼의 중요 라인의 강도가 제 1 프로세스 파라미터로서 사용될 수 있다.
다른 가능한 예에서, 반응 가스의 분압이 제 1 파라미터로서 사용된다.
상기 방법은 전압이 직류 또는 교류 전압인 형태의 타겟 전압 모두에 사용될 수 있다.
바람직하게, 상기 제 1 프로세스 파라미터에서의 주기적 변동은 타겟 전압(U)에서의 변화의 주기 시간(period duration)이 타겟의 회전에 대응한다는 사실에 의해 보상되며, 상기 타겟 전압은 제 1 프로세스 파라미터의 실시예에 따라 사인곡선 형태로 또는 사인곡선 형태로부터 벗어난 형태로 변화될 수 있다.
본 발명에 따른 방법의 다른 구성은 일반적으로 사용되는 전압 공급원의 제어 가능성을 이용하며, 이는, 상기 타겟 전압이 전압 조절부(voltage regulation)에 의해 조절된 전압으로서 인가되고, 상기 관형 마그네트론에 의해 소비되는 전력이 상기 반응 가스 유량의 조절에 의해 일정하게 유지된다는 사실에 의해, 상기 구성을 안정화하기 위해, 실제적으로 제공된다.
이 경우, 상기 주기적인 전압 변화는 상기 전압 조절부의 제어 입력에서의 변화에 의해 발생할 수 있다.
본 발명에 따른 방법의 또 다른 구성에서, 타겟의 회전에 의해 유발된 제 1 프로세스 파라미터에서의 주기적 변화는 전체 압력(제 2 프로세스 파라미터)에서의 주기적 변화에 의해 수정된다.
이 경우, 광 방출 스펙트럼의 중요 라인의 강도 또는 반응 가스 분압이 제 1 프로세스 파라미터로서 사용될 수 있다.
그러나, 타겟의 회전에 의해 유발된 제 1 프로세스 파라미터 및/또는 제 3 프로세스 파라미터에서의 주기적 변화가 각각의 경우에서 결정된 수준을 가진 제 2 프로세스 파라미터 및/또는 제 4 프로세스 파라미터에서의 주기적 변화에 의해 수정되고, 반응 가스 분압 또는 광 방출 스펙트럼의 중요 라인의 강도 또는 광 방출 스펙트럼의 두 개의 라인의 강도비가 제 1 또는 제 3 프로세스 파라미터로서 사용될 수 있으며, 또는 상기 전압 또는 전체 압력이 제 2 또는 제 4 프로세스 파라미터로서 사용될 수 있다는 사실에 의해, 본 발명에 따른 방법에 다른 프로세스 파라미터들을 포함시키는 것도 가능하다.
상기 목적은 청구항 제 17 항의 특징을 포함하는 방법에 의해 또한 달성된다. 청구항 제 18 항 및 제 19 항은 위와 같은 방법의 특히 바람직한 구성을 개시한다.
이 경우, 주기적 변동을 보상하기 위해, 두 개 이상의 마그네트론이 사용되며, 이들은 적어도 서로 다른 회전 속도로 구동된다. 또한, 상기 보상의 효과는 양 마그네트론(7)이 서로 반대인 회전 방향으로 구동된다는 사실에 의해 강화될 수 있다.
본 발명에 따른 두 개의 방법들이 서로 조합되면, 특히 괄목할만한 효과가 구현된다.
이하, 예시적 실시예에 기초하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.
도 1은 원통형 마그네트론이 배열된 진공 챔버의 개략도이고,
도 2는 종래 기술에 따른 Zn의 방출 스펙트럼 라인의 강도 거동을 도시한 도면이며,
도 3은 본 발명에 따른 방법을 적용한 Zn의 방출 스펙트럼 라인의 강도 거동을 도시한 도면이고,
도 4는 주기적 보상 함수를 자동 계산하기 위한 알고리즘을 도시하고 있다.
도 1은 종래 기술을 도시하고 있으며, 진공 펌프(2)에 연결된 진공 챔버(1)를 나타내고 있다. 또한, 상기 진공 챔버(1)는 당해 진공 챔버(1)로의 가스 흐름을 제어하기 위한 제어로(4)를 가진 가스 공급원(3)에 연결된다. 상기 진공 챔버(1)는 길이 방향으로 연장된 진공 코팅 설비의 일부이며, 이를 통해 기판(2)이 길이 방향 및 그에 따른 이송 방향(6)으로 이동하게 된다. 이는 복수의 기판(5)을 연속 작업으로 처리한다. 이 경우, 상기 기판(5)들은 서로 다른 방식으로 처리될 수있다. 코팅 처리 단계가 본 출원의 관심사이다.
기판(5)을 코팅하기 위하여, 고정대(8)에 장착된 하나 이상의 원통형 마그네트론(7)이 제공되며, 상기 고정대를 통해 회전 방향(9)으로의 회전 방식에 의해 구동된다. (적절하다면, 가스 공급원(3)에 의해 도입된 반응 가스와 반응하여) 상기 기판(5) 상에 증착되도록 고안되며 상기 마그네트론(7)의 외부에 위치된 타겟(10)의 스퍼터링을 위하여, 상기 타겟(10)에 타겟 전압(UT)이 인가된다. 이를 위해, 상기 타겟(10)이 (매우 일반적으로, 상기 마그네트론(7)을 통해) 전압 공급원(11)에 연결된다. 상기 전압 공급원은 전압 제어 입력(12)을 구비한 내부 전압 조절부를 갖는다. 상기 전압 제어 입력(12)에 인가된 제어 전압(USt)은 전압 공급원(11)의 출력 전압의 수준을 제공되는 타겟 전압(UT)에 따라 미리 규정한다. 상기 전압 제어 입력(12)에 제어 전압(USt)의 일정한 전압값을 제공하면, 상기 타겟 전압(UT)은 매우 정밀한 방식으로 일정하게 유지된다.
상기 타겟 전압(UT)은 다른 형태를 가질 수 있으며, 다른 방식으로 인가될 수 있다. 따라서, 상기 타겟 전압(UT)이 직류 전압으로서 제공될 수 있는데, 상기 직류 전압은 맥동(pulsating) 직류 전압으로서 발생될 수도 있다. 오직 단일의 마그네트론(7)이 제공된다면, 상기 타겟 전압(UT)은 캐소드로서의 마그네트론(7)과 애노드로서의 진공 챔버(1) 또는 별도의 애노드 사이에 인가된다.
그러나, 타겟 전압(UT)으로서 교류 전압이 단일의 마그네트론(7)에 또한 인가될 수 있고, 여기서, 상기 진공 챔버(1)가 상대 전극과 같은 역할을 할 수 있으며, 또는 별도의 상대 전극이 제공될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 두 개의 마그네트론(7)이 사용되면, 각각의 마그네트론은 각각의 타겟 전압(UT)으로서 직류 또는 교류 전압으로 작동될 수 있고, 단일의 마그네트론에 대해 전술한 바와 같은 방식으로 정밀하게 작동될 수 있다. 그러나, 양 마그네트론(7) 사이에 교류 전압으로서 타겟 전압(UT)을 인가하는 것도 가능하다. 이는 바람직한 변형예를 나타내며, 여기서, 상기 교류 전압은 중주파수 교류 전압으로서 구성되며, 이 주파수는 매우 일반적으로 1 내지 수 ㎑ 사이(between one and a plurality of ㎑)이다. 본 발명에 따른 타겟 전압(UT)의 제어는 모든 유형의 마그네트론 구동과 서술된 전압 형태를 위해 사용될 수 있다.
도 2는 종래 기술에 따른 회전식 타겟(10)의 경우에서 프로세스 파라미터의 통상적인 거동을 나타낸다. 이 예에서, 제어 입력(4)에 의해 그 가스 흐름에 관해 제어되는 방식으로, 가스 공급원(3)으로부터의 반응 가스로서 산소가 사용된다. 따라서, 반응 가스인 산소의 분압이 고려된다. 전술한 바와 같이, 그러나, 예컨대, 중요한 스펙트럼 라인의 강도와 같은 다른 프로세스 파라미터들 또는 다른 프로세스 파라미터들의 조합이 본 명세서에서 사용될 수도 있다. ZnO:Al을 증착하는 경우, 예를 들면, 본 명세서에서 광 방출 스펙트럼에서 636㎚의 Zn 라인의 강도가 고려될 수도 있다.
명백하게, 산소 분압의 평균값(13)은 도시된 시간 주기에서 변한다. 이는, 타겟 전압(UT)이 일정하게 유지되면, 산소 공급에 의해 전력이 일정하게 유지된다는 사실에 기인한다. 이는 상이한 산소 분압으로 귀결되며, 이는 변동하는 평균값(13)으로 도 1에서 인식할 수 있다. 이것이 일반적인(normal) 프로세스 거동이다.
상기 산소 분압이 상당히 짧은 주기에서 훨씬 더 크게 변한다는 것이 중요하다. 이는 그 평균값(13) 주위에서 산소 분압의 매우 급속한 변동을 가진 곡선(14)으로 인식할 수 있으며, 회전식 타겟(10)의 경우에서 상이한 프로세스 거동을 나타낸다. 산소 분압의 짧은 변동을 갖는 곡선(14)의 주기 시간은 원통형 타겟(10)의 회전(revolution)에 대응한다. 또한, 산소 분압의 이와 같이 큰 변동은 동시에 크게 변동하는 동작점을 나타내며, 이는 시간에 따른 상이한 층 증착으로 귀결된다.
서두에 개괄적으로 설명한 바와 같이, 기판(5)이 코팅 설비에서 마그네트론(7)을 지나 안내되면, 줄무늬 형태(straited appearance)를 만들 수 있는 여러가지 코팅 구역들이 나타난다. 따라서, 이렇게 생성된 층은 전체 영역에서 균질하지 않다.
본 발명에 따른 제 1 방법에서, 상기 타겟 전압(UT)을 위한 전압 조절부의 제어 입력(12)은 적절하게 조절됨으로써, 이제 전압 공급원(11)의 출력에서의 전압을 변화시키기 위해 사용된다. 이전에 일정하게 유지되었던 타겟 전압(UT)이 대응하여 영향을 받는다.
이 경우, 상기 전압 공급원의 출력 전압, 즉 제공된 타겟 전압(UT)이 주기 시간에서 순환적으로 절대값(│ΔU│) 만큼 증가 및 감소하게 된다. ΔU와 전압 변화의 주기 시간을 변경함으로써, 타겟 전압의 주기적인 변화에 의해, 타겟의 회전에 의해 유발되는 동작점의 변동이 감소되거나 심지어 없어지게 되며, 이는 도 3에서 약 2000s로부터 시작하는 시간 범위에서의 산소 분압의 거동으로부터 명확하게 알 수 있다. 이 시간 범위에서, 상기 산소 분압은 약한 "노이즈"를 제외하고 도 1과 관련하여 개략적으로 설명한 바와 같이 일반적인 프로세스 거동 내에서만 변한다.
본 발명에 따른 방법이 폐루프 제어에 의한 조절로 간주되면, 이 경우에서 제어되는 변수는 산소 유량의 주기적 변화의 진폭이며, 조절되는 변수는 상기 진폭과 주기 시간과 타겟 전압(UT)의 변조(modulation) 위상이다. 여기서, 본 발명은 제어되거나 조절된 변수로서 다른 프로세스 파라미터들을 포함한다는 것이 고려되어야 한다. 제어되는 변수들에 대해 이미 언급한 가능성 이외에, 예를 들어, 반응 가스 유량, 전체 압력 등이 조절되는 변수로서 또한 사용될 수 있다.
도 3에서, 성공적인 조절 이전의 시간 주기로부터 큰 변동 범위를 가진 큰 변동이 인식될 수 있다. 이는, 비트 노드(beat nodes)의 진폭으로부터 알 수 있는 바와 같이 이 시간 주기에서 ΔU의 크기가 정확하게 설정되었을지라도, 전압 변화(ΔU)의 주기 시간이 정확히 설정되지 않았다는 사실에 기인한다. 관형 타겟 또는 타겟(10)들의 회전 주파수에 대해 타겟 전압 변동의 주파수를 동기화하면, 우측의 분압 거동이 구현되고, 이에 따라, 층 증착에 있어서 충분한 균질성이 구현될 수 있다.
이 예시적 실시예에서, 산소 분압에서의 진동(oscillation)에 대한 자동화된 보상 유도는 타겟 전압의 사인곡선형 변조에 의해 설명된다. 상기 변조는 진폭, 주파수 및 위상으로 이루어진 3개의 파라미터를 특징으로 한다. 이 경우, 상기 주파수는 타겟 또는 타겟(10)들의 회전으로부터 얻어진다. 이는, 예컨대, 회전 주파수의 측정에 의해, 또는 드라이브 마그네트론(7)의 작동 파라미터로부터 회전 주파수를 유도하여 이루어질 수 있다. 상기 보상 진동의 위상과 진폭의 파라미터들은 현재 상태에 맞게 계속 조절된다. 이는 결정되는 산소 분압의 진동의 진폭에 의해 이루어진다. 상기 진폭이 상기 보상 진동의 복수의 주기 시간 동안 최대값을 초과하면, 진폭과 위상은 새로 계산되어야 한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 계산은, 먼저, 보상 없이 발생하는 산소 분압의 진동이 현재의 진동 및 보상 변조로부터 계산됨으로써, 이루어진다. 레벤베르그-마쿼드(Levenberg-Marquardt) 알고리즘을 이용하여 이 진동으로부터 새로운 진폭과 새로운 위상이 계산된다. 새로 계산된 파라미터들이 채용되며, 갱신된 검사(renewed check)가 새로운 조건에 의해 변조된 데이터에 기초하는 한 상기 갱신된 검사는 억제된다. 제 1 시작 작업이 이루어지며, 이에 따라, 상기 변조의 진폭과 위상이 제로로 설정되고, 상기 알고리즘은 시험 기판을 이용하여 파라미터 그 자체를 결정한다.
전술한 문제점은 특히 단일의 마그네트론(7)이 제공되거나, 동일한 회전 방향(9)과 동일한 회전 속도를 갖는 두 개의 마그네트론(7)이 제공된다는 사실에 의해 유발된다. 이제, 동일한 문제점에 대한 본 발명에 따른 제 2 해결책을 현 시점에서 시작하면, 그 해결책은 적어도 서로 상이한 회전 속도를 가진 두 개 이상의 마그네트론을 사용하는 것이다. 그에 따라, 상기 두 개의 마그네트론(7)이 상이한 회전 속도를 갖고, 결국, 변동 프로파일의 추가가 더 이상 발생하지 않기 때문에, 도 2에 도시된 곡선(14)의 주기적 변동이 보상되게 된다. 또한, 이는 양 마그네트론(7)이 서로 반대의 회전 방향을 가짐으로써 지지될 수도 있다.
특히 적절한 방식으로, 제어된 변수로서 고려 중인 프로세스 파라미터를 측정하고, 타겟 전압(UT)을 재조절하며, 한편으론 상기 2개의 마그네트론(7)이 서로 상이한 회전 속도를 갖도록 함으로써 양 방법이 서로 조합될 수 있다. 이때, 상이한 회전 속도에 의해 유발되는 고려 중인 프로세스 파라미터의 (작고 더 이상 사인곡선 형태가 아닌) 변동은 이러한 방식으로 구성된 조절에 의해 거의 완전히 없어진다.
1: 진공 챔버
2: 진공 펌프
3: 가스 공급원
4: 가스 공급원의 제어 입력
5: 기판
6: 길이 방향 및 이송 방향
7: 마그네트론
8: 고정대
9: 회전 방향
10: 타겟
11: 전압 공급원
12: 전압 제어 입력
13: 평균값
14: 곡선
UT: 타겟 전압
USt: 제어 전압

Claims (19)

  1. 관형 마그네트론을 가진 진공 챔버 내의 기판을 코팅하는 방법으로서, 상기 마그네트론의 회전식 타겟에 타겟 전압이 인가되고, 기판이 상기 마그네트론을 지나 기판 이송 방향으로 안내되며, 상기 기판이 상기 마그네트론의 상기 회전식 타겟으로부터 분리된 재료에 의해 코팅되는, 기판을 코팅하는 방법에 있어서,
    상기 타겟의 회전에 의해 유발된 제 1 프로세스 파라미터에서의 주기적인 변화를 수정하도록 미리 결정된 수준을 가진 제 2 프로세스 파라미터에서의 주기적인 변화를 적용함으로써, 코팅 프로세스의 동작점의 조절이 이루어지고,
    상기 제 2 프로세스 파라미터는 상기 타겟 전압을 포함하고, 상기 타겟 전압에서의 주기적인 변화는 상기 회전식 타겟의 주파수에 대해 동기화되는 주파수를 가지며, 그리고
    상기 제 1 프로세스 파라미터는 상기 코팅 프로세스의 광 방출 스펙트로그램의 스펙트럼 라인의 강도, 상기 진공 챔버 내에서의 반응 가스의 분압 및 상기 코팅 프로세스의 상기 광 방출 스펙트로그램의 두 개의 스펙트럼 라인의 강도비 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는,
    기판을 코팅하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 타겟의 회전에 의해 유발된 상기 제 1 프로세스 파라미터에서의 주기적 변화는 상기 제 2 프로세스 파라미터로서의 타겟 전압(U)에서의 +ΔU 및 -ΔU 만큼의 주기적 변화에 의해 수정되며, 여기서 변화량(ΔU)의 절대값(│ΔU│)은 타겟 전압(U)의 절대값(│U│) 보다 작은 것을 특징으로 하는,
    기판을 코팅하는 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 코팅의 광 방출 스펙트로그램의 스펙트럼 라인의 강도(inensity)가 상기 제 1 프로세스 파라미터로서 사용되는 것을 특징으로 하는,
    기판을 코팅하는 방법.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 프로세스 파라미터로서 반응 가스 분압이 사용되는 것을 특징으로 하는,
    기판을 코팅하는 방법.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 타겟 전압이 직류 전압 또는 교류 전압인 것을 특징으로 하는,
    기판을 코팅하는 방법.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 타겟 전압(U)에서의 변화의 주기 시간(period duration)은 타겟의 회전에 대응하는 것을 특징으로 하는,
    기판을 코팅하는 방법.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 타겟 전압은 사인곡선 형태로 변화되는 것을 특징으로 하는,
    기판을 코팅하는 방법.
  8. 제 2 항에 있어서,
    상기 타겟 전압은 사인곡선 형태로부터 벗어난 형태로 변화되는 것을 특징으로 하는,
    기판을 코팅하는 방법.
  9. 제 2 항에 있어서,
    상기 타겟 전압은 전압 조절부에 의해 조절된 전압으로 인가되고, 상기 관형 마그네트론에 의해 소비되는 전력은 반응 가스 유량의 조절에 의해 일정하게 유지되는 것을 특징으로 하는,
    기판을 코팅하는 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 전압 조절부의 제어 입력에서의 변화에 의해 주기적인 전압 변화가 발생되는 것을 특징으로 하는,
    기판을 코팅하는 방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 타겟의 회전에 의해 유발된 상기 제 1 프로세스 파라미터에서의 주기적 변화는 상기 제 2 프로세스 파라미터로서의 전체 압력에서의 주기적 변화에 의해 수정되는 것을 특징으로 하는,
    기판을 코팅하는 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 프로세스 파라미터로서 상기 코팅의 광 방출 스펙트로그램의 스펙트럼 라인의 강도가 사용되는 것을 특징으로 하는,
    기판을 코팅하는 방법.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 프로세스 파라미터로서 반응 가스의 분압이 사용되는 것을 특징으로 하는,
    기판을 코팅하는 방법.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 타겟의 회전에 의해 유발된 상기 제 1 프로세스 파라미터에서의 주기적 변화는 제 4 프로세스 파라미터에서의 주기적 변화에 의해 수정되거나,
    제 3 프로세스 파라미터에서의 주기적 변화는 미리 결정된 수준을 가진 제 4 프로세스 파라미터 및 상기 제 2 프로세스 파라미터 중 하나 이상의 주기적 변화에 의해 수정되거나, 또는
    상기 타겟의 회전에 의해 유발된 상기 제 1 프로세스 파라미터에서의 주기적 변화는 제 4 프로세스 파라미터에서의 주기적 변화에 의해 수정되면서, 제 3 프로세스 파라미터에서의 주기적 변화는 미리 결정된 수준을 가진 제 4 프로세스 파라미터 및 상기 제 2 프로세스 파라미터 중 하나 이상에서의 주기적 변화에 의해 수정되는 것을 특징으로 하는,
    기판을 코팅하는 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    반응 가스의 분압 또는 상기 코팅의 광 방출 스펙트로그램의 스펙트럼 라인의 강도 또는 상기 코팅의 광 방출 스펙트로그램의 두 개의 스펙트럼 라인의 강도비가 상기 제 1 프로세스 파라미터 또는 상기 제 3 프로세스 파라미터로서 사용되는 것을 특징으로 하는,
    기판을 코팅하는 방법.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 타겟 전압 또는 전체 압력이 상기 제 2 프로세스 파라미터 또는 상기 제 4 프로세스 파라미터로서 사용되는 것을 특징으로 하는,
    기판을 코팅하는 방법.
  17. 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    두 개 이상의 마그네트론이 사용되며, 이들은 적어도 서로 다른 회전 속도로 구동되는 것을 특징으로 하는,
    기판을 코팅하는 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    양(both) 마그네트론이 서로 반대인 회전 방향으로 구동되는 것을 특징으로 하는,
    기판을 코팅하는 방법.
  19. 삭제
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