KR101678893B1 - Cylindrical sputtering target and manufacturing method of thin film using the same - Google Patents

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Abstract

기재의 증착 대상면에 박막을 증착하는 원통형 스퍼터링 캐소드 장치 및 이를 이용한 박막 증착 방법에 관한 것으로서, 외주면에 타겟을 가지고 상호 평행하게 이격 배치된 적어도 한 쌍의 원통형 타겟조립체; 상기 각 타겟조립체 내부에 마련되며, 상기 타겟조립체의 축선을 중심으로 미리 설정된 회전각 범위로 회전 가능한 마그네트조립체; 상기 타겟조립체를 회전시키며, 상기 마그네트조립체를 회전 및 회전위치 유지시키는 구동수단; 상기 박막의 증착과정에서 증착 두께별로 미리 설정된 적어도 2단계의 증착 단계에 따라 상기 마그네트조립체의 회전각을 미리 설정된 상기 증착 단계별 회전각을 갖도록 상기 구동수단의 구동을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이에 의해, 기재의 재질이 한정되지 않고, 기재 및 초기 증착층이 플라즈마에 의한 데미지를 입지 않으면서 고속으로 안정적인 박막 증착이 가능한 원통형 스퍼터링 캐소드 장치 및 이를 이용한 박막 증착 방법이 제공된다.The present invention relates to a cylindrical sputtering cathode apparatus for depositing a thin film on a substrate to be deposited, and a thin film deposition method using the same, comprising at least a pair of cylindrical target assemblies spaced apart from each other with a target on an outer circumferential surface thereof; A magnet assembly disposed within each of the target assemblies and rotatable about a predetermined angle of rotation about an axis of the target assembly; Driving means for rotating the target assembly and holding the magnet assembly in a rotating and rotating position; And a control unit controlling the driving of the driving unit so that the rotation angle of the magnet assembly is set to a predetermined rotation angle in accordance with the deposition step according to at least two stages of deposition steps previously set for the deposition thickness in the deposition process of the thin film. do.
Thereby, there is provided a cylindrical sputtering cathode device capable of stable deposition of a thin film at high speed without damaging the substrate and the initial deposition layer by plasma, and a thin film deposition method using the same.

Description

원통형 스퍼터링 캐소드 장치 및 이를 이용한 박막 증착 방법{CYLINDRICAL SPUTTERING TARGET AND MANUFACTURING METHOD OF THIN FILM USING THE SAME}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a cylindrical sputtering cathode device, and a thin film deposition method using the same. BACKGROUND ART [0002]

본 발명은 원통형 스퍼터링 캐소드 장치 및 이를 이용한 박막 증착 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 증착 공정 중 플라즈마 형성 영역을 제어하여 기재 및 초기 증착층이 플라즈마에 의한 데미지를 입지 않으며, 고속으로 안정적인 박막 증착이 가능한 원통형 스퍼터링 캐소드 장치 및 이를 이용한 박막 증착 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a cylindrical sputtering cathode device and a thin film deposition method using the same. More particularly, the present invention relates to a cylindrical sputtering cathode device capable of controlling a plasma forming region during a deposition process so that a substrate and an initial deposition layer are not damaged by a plasma, The present invention relates to a cylindrical sputtering cathode device and a thin film deposition method using the same.

스퍼터링(Sputtering)은 진공상태에서 증착물질인 타겟에 전기에너지로 가속된 기체이온을 충돌시켜서 방출된 타겟 입자를 증착 대상물(이하 설명의 편의 상 "기재"라 함)에 증착시키는 박막 증착법 중 하나이다.Sputtering is one of thin film deposition methods in which a target, which is a deposition material, is collided with an electric energy-accelerated gas ion in a vacuum state to deposit the emitted target particles on a deposition target (hereinafter referred to as "substrate"

이 스퍼터링 증착법은 기재에 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.This sputtering deposition method is widely used in high-tech industrial fields such as semiconductors, displays and memses because of the excellent quality (adhesion, density, uniformity, etc.) of thin films deposited on a substrate and easy deposition of large areas.

일반적인 스퍼터링 증착법을 실현하는 스퍼터링 캐소드 장치의 형태는 평면형 스퍼터링 캐소드 장치와 원통형 스퍼터링 캐소드 장치로 대별된다. The form of the sputtering cathode device realizing the general sputtering deposition method is roughly divided into a planar sputtering cathode device and a cylindrical sputtering cathode device.

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. Since the plasma is formed around the region where the electric field and the magnetic field are orthogonal to each other, the other portion of the target remains and the target is eroded only in the plasma forming region as the use time of the target increases . As a result, the target has a problem that it is used inefficiently.

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. On the other hand, in the cylindrical sputtering cathode device, the target is rotated by driving the driving means while the magnet and the yoke are fixed to the inside of the target, so that plasma is generated on the target surface by the same principle as the planar sputtering cathode device described above, . At this time, since the target rotates even though plasma is generated only in a partial area of the target, the outer circumferential surface of the target is entirely eroded and the target can be used relatively efficiently.

이와 같은 원통형 스퍼터링 캐소드 장치에 대한 선행특허가 대한민국 등록특허 제10-1062890호 등에 개시되어 있다. A prior patent for such a cylindrical sputtering cathode device is disclosed in Korean Patent No. 10-1062890.

한편, 원통형 스퍼터링 캐소드 장치에 관련된 최근의 기술들을 살펴보면 기재의 증착 대상면과 이격된 영역에 한 쌍의 원통형 스퍼터링 캐소드가 상호 평행하게 이격 배치되고, 양 원통형 스퍼터링 캐소드 내부에 마련된 자기장발생부재가 원통형 스퍼터링 캐소드 외측으로 자기장을 형성하는 기술이 주류를 이룬다.On the other hand, as for the recent technologies related to the cylindrical sputtering cathode device, a pair of cylindrical sputtering cathodes are disposed in parallel to each other in a region to be vaporized from the substrate to be vaporized, and the magnetic field generating member provided inside the two cylindrical sputtering cathodes is cylindrical sputtering A technique of forming a magnetic field outside the cathode is mainstream.

그리고 이러한 선행기술은 양 원통형 스퍼터링 캐소드 내부에 마련된 양측의 자기장발생부재가 상호 대향하는 방향으로 배치되는 형태와, 양측의 자기장 발생부재가 모두 기재를 향하는 방향으로 배치된 형태로 존재한다. Such prior art exists in such a form that both magnetic field generating members provided inside the cylindrical sputtering cathodes are disposed in mutually opposite directions and in a form in which both of the magnetic field generating members on both sides are arranged in the direction toward the substrate.

전자의 경우, 자기장이 양 원통형 스퍼터링 캐소드 사이 영역에 형성됨으로써, 기재와 이격된 영역에 플라즈마가 형성된다. 이 경우는 플라즈마에 취약한 재질의 기재 상에 박막을 증착할 때 바람직하지만, 기재의 재질이 한정적이라는 것과 증착 속도 저하를 감수해야하는 단점이 있다. In the former case, a magnetic field is formed in the region between the both cylindrical sputtering cathodes, whereby a plasma is formed in the region separated from the substrate. In this case, it is preferable to deposit a thin film on a substrate of a material susceptible to plasma, but it is disadvantageous in that the material of the substrate is limited and the deposition rate is lowered.

후자의 경우, 자기장이 기재를 향하는 방향으로 형성되기 때문에, 플라즈마 역시 기재의 증착 대상면에 접하는 영역에 형성된다. 이 경우는 플라즈마에 취약하지 않은 재질의 기재 상에 박막을 증착할 때 바람직하며, 증착 속도를 고속으로 구현할 수 있는 장점이 있다. 반면에, 이 경우 역시 기재의 재질이 한정적이라는 단점이 있으며, 기재의 증착 대상면에 초기 증착층의 증착물질이 플라즈마에 의한 데미지를 입게 되어 증착 품질 저하의 원인이 되는 단점이 있다. In the latter case, since the magnetic field is formed in the direction toward the substrate, plasma is also formed in the region in contact with the deposition target surface of the substrate. In this case, it is preferable to deposit a thin film on a substrate which is not susceptible to plasma, and it is advantageous that a deposition rate can be realized at a high speed. On the other hand, in this case, there is a disadvantage that the material of the base material is also limited, and the deposition material of the initial deposition layer is damaged by the plasma on the deposition target surface of the base material, which is a cause of deterioration of the deposition quality.

따라서 본 발명의 목적은 기재의 재질이 한정되지 않고, 기재 및 초기 증착층이 플라즈마에 의한 데미지를 입지 않으면서 고속으로 안정적인 박막 증착이 가능한 원통형 스퍼터링 캐소드 장치 및 이를 이용한 박막 증착 방법을 제공하는 것이다. Accordingly, an object of the present invention is to provide a cylindrical sputtering cathode device capable of stable deposition of a thin film at high speed without damaging the base material and the initial deposition layer by plasma, and a thin film deposition method using the same.

상기 목적은 본 발명에 따라, 기재의 증착 대상면에 박막을 증착하는 원통형 스퍼터링 캐소드 장치에 있어서, 외주면에 타겟을 가지고 상호 평행하게 이격 배치된 적어도 한 쌍의 원통형 타겟조립체; 상기 각 타겟조립체 내부에 마련되며, 상기 타겟조립체의 축선을 중심으로 미리 설정된 회전각 범위로 회전 가능한 마그네트조립체; 상기 타겟조립체를 회전시키며, 상기 마그네트조립체를 회전 및 회전위치 유지시키는 구동수단; 상기 박막의 증착과정에서 증착 두께별로 미리 설정된 적어도 2단계의 증착 단계에 따라 상기 마그네트조립체의 회전각을 미리 설정된 상기 증착 단계별 회전각을 갖도록 상기 구동수단의 구동을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 원통형 스퍼터링 캐소드 장치에 의해 달성된다. According to the present invention, there is provided a cylindrical sputtering cathode apparatus for depositing a thin film on a surface to be vapor deposited of a substrate, comprising: at least a pair of cylindrical target assemblies spaced apart from each other with a target on an outer circumferential surface; A magnet assembly disposed within each of the target assemblies and rotatable about a predetermined angle of rotation about an axis of the target assembly; Driving means for rotating the target assembly and holding the magnet assembly in a rotating and rotating position; And a control unit controlling the driving of the driving unit so that the rotation angle of the magnet assembly is set to a predetermined rotation angle in accordance with the deposition step according to at least two stages of deposition steps previously set for the deposition thickness in the deposition process of the thin film. Lt; RTI ID = 0.0 > sputtering < / RTI >

여기서, 상기 증착단계는 상기 제어부가 상기 마그네트조립체를 상기 기재의 증착 대상면을 향하도록 상기 구동수단을 제어하는 초기 증착단계와, 상기 제어부가 상기 마그네트조립체를 상기 양 타겟조립체 사이 영역을 향하도록 상기 구동수단을 제어하는 후기 증착단계를 갖는 것이 바람직하다. The deposition step may include an initial deposition step in which the control unit controls the driving unit so that the magnet assembly faces the deposition target surface of the base material, and the control unit controls the magnet assembly to move the magnet assembly toward the area between the both target assemblies And a later deposition step of controlling the driving means.

그리고 상기 초기 증착단계에서 상기 기재의 증착 대상면에 증착되는 박막의 두께는 상기 후기 증착단계에서 증착되는 박막의 두께에 비해 작은 것이 효과적이다. It is effective that the thickness of the thin film deposited on the deposition target surface of the substrate in the initial deposition step is smaller than the thickness of the thin film deposited in the later deposition step.

또한, 상기 증착단계에서 증착되는 박막의 두께를 감지하는 박막두께감지수단을 더 포함하는 것이 효과적이다. It is also effective to further include thin film thickness sensing means for sensing the thickness of the thin film deposited in the deposition step.

이때, 상기 제어부에는 상기 증착단계별 증착두께가 미리 설정되어 있으며, 상기 제어부는 상기 박막두께감지수단으로부터 전달되는 증착 박막의 두께와 미리 설정된 상기 증착단계별 증착두께에 기초하여 마그네트조립체가 해당 증착단계에 대응하는 회전각을 갖도록 상기 구동수단을 제어하는 것이 보다 바람직하다. At this time, the thickness of the deposition layer for each deposition step is preset in the controller, and the controller controls the magnet assembly to correspond to the deposition step, based on the thickness of the deposited thin film transferred from the thin film thickness sensing means and the deposition thickness for each deposition step It is more preferable to control the driving means so as to have a rotation angle that is the same as the rotation angle.

또한, 상기 양 타겟조립체는 상기 기재에 대해 이격 거리 조절 가능하게 설치될 수 있다. In addition, the both target assemblies may be provided so that the distance to the substrate is adjustable.

또는, 상기 양 타겟조립체는 상호 이격 거리 조절 가능하게 설치될 수 있다. Alternatively, both the target assemblies may be installed so that mutual spacing distance is adjustable.

또는 상기 양 타겟조립체는 상기 기재에 대해 이격 거리 조절 가능하게 설치되고, 상기 양 타겟조립체는 상호 이격 거리 조절 가능하게 설치될 수 있다. Alternatively, the both target assemblies may be installed so that the distance between the two target assemblies is adjustable with respect to the substrate, and the two target assemblies may be provided so that mutual spacing distances can be adjusted.

한편, 상기 목적은 본 발명에 다른 형태에 따라, 외주면에 타겟을 가지고 상호 평행하게 이격 배치된 적어도 한 쌍의 원통형 타겟조립체와, 상기 타겟조립체 내부에서 축선을 중심으로 회전 가능한 마그네트조립체와, 상기 타겟조립체를 회전시키며, 상기 마그네트조립체를 회전 및 회전위치 유지시키는 구동수단을 갖는 원통형 스퍼터링 캐소드 장치를 이용하여 기재의 증착 대상면에 박막을 증착하는 방법에 있어서, 상기 박막의 증착과정에서 증착 두께별로 미리 설정된 적어도 2단계의 증착 단계에 따라 상기 마그네트조립체의 회전각을 미리 설정된 상기 증착 단계별 회전각을 갖도록 상기 구동수단의 구동을 제어하는 것을 특징으로 하는 원통형 스퍼터링 캐소드 장치를 이용한 박막 증착 방법에 의해서도 달성된다.According to another aspect of the present invention, the above object can be accomplished by a magnetic resonance imaging apparatus comprising at least a pair of cylindrical target assemblies arranged on a circumference of a target and spaced parallel to each other with a target, a magnet assembly rotatable about an axis within the target assembly, A method for depositing a thin film on a surface of a base material to be deposited by using a cylindrical sputtering cathode device having a driving unit for rotating the assembly and holding the magnet assembly in a rotating and rotating position, And the driving of the driving means is controlled so that the rotation angle of the magnet assembly is set to a predetermined rotation angle in accordance with the deposition step according to at least two stages of deposition steps set up. .

여기서, 상기 증착단계는 상기 제어부가 상기 마그네트조립체를 상기 기재의 증착 대상면을 향하도록 상기 구동수단을 제어하는 초기 증착단계와, 상기 제어부가 상기 마그네트조립체를 상기 양 타겟조립체 사이 영역을 향하도록 상기 구동수단을 제어하는 후기 증착단계를 갖는 것이 바람직하다. The deposition step may include an initial deposition step in which the control unit controls the driving unit so that the magnet assembly faces the deposition target surface of the base material, and the control unit controls the magnet assembly to move the magnet assembly toward the area between the both target assemblies And a later deposition step of controlling the driving means.

그리고 상기 초기 증착단계에서 상기 기재의 증착 대상면에 증착되는 박막의 두께는 상기 후기 증착단계에서 증착되는 박막의 두께에 비해 작은 것이 효과적이다. It is effective that the thickness of the thin film deposited on the deposition target surface of the substrate in the initial deposition step is smaller than the thickness of the thin film deposited in the later deposition step.

또한, 상기 증착단계에서 증착되는 박막의 두께를 감지하는 박막두께감지단계를 더 포함하는 것이 보다 바람직하다. The method may further include a thin film thickness sensing step of sensing a thickness of the thin film deposited in the deposition step.

이때, 상기 증착단계별 증착두께를 미리 설정하는 증착단계별 증착두께 설정 단계를 포함하며, 상기 박막두께감지단계에서 감지된 증착 박막의 두께와 미리 설정된 상기 증착단계별 증착두께에 기초하여 상기 마그네트조립체가 해당 증착단계에 대응하는 회전각을 갖도록 상기 구동수단을 제어하는 단계를 갖는 것이 보다 바람직하다. The method according to any one of the preceding claims, further comprising a deposition thickness setting step of setting the deposition thickness for each deposition step in advance, wherein the magnet assembly is deposited on the deposition target based on the thickness of the deposited thin film detected in the thin film thickness sensing step, And controlling the driving means to have a rotation angle corresponding to the step.

또한, 상기 양 타겟조립체와 상기 기재 간의 이격 거리를 조절하는 단계를 더 포함할 수 있다. The method may further include adjusting a distance between the both target assembly and the substrate.

또는 상기 양 타겟조립체 간의 상호 이격 거리를 조절하는 단계를 더 포함할 수 있다. Or adjusting the mutual spacing distance between the two target assemblies.

또는 상기 양 타겟조립체와 상기 기재 간의 이격 거리를 조절하는 단계와, 상기 양 타겟조립체 간의 상호 이격 거리를 조절하는 단계를 더 포함할 수 있다. Or adjusting the separation distance between the both target assembly and the substrate, and adjusting the mutual separation distance between the both target assemblies.

본 발명에 따르면, 기재의 재질이 한정되지 않고, 기재 및 초기 증착층이 플라즈마에 의한 데미지를 입지 않으면서 고속으로 안정적인 박막 증착이 가능한 원통형 스퍼터링 캐소드 장치 및 이를 이용한 박막 증착 방법이 제공된다.According to the present invention, there is provided a cylindrical sputtering cathode device capable of stable deposition of a thin film at high speed without damaging the base material and the initial deposition layer by plasma, and a thin film deposition method using the same.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 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 5는 본 발명에 따른 원통형 스퍼터링 캐소드 장치의 제어블록도,
도 6 내지 도 9은 도 1 내지 도 4의 원통형 스퍼터링 캐소드 장치 작동 상태를 나타낸 단면도.
도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 원통형 스퍼터링 캐소드 장치를 이용한 박막 증착 과정 흐름도,
도 11은 본 발명에 따른 원통형 스퍼터링 캐소드 장치를 이용한 박막 증착 과정을 간략하게 도시한 도면,
도 12는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 마그네트 회전각 및 극성의 다양한 형태를 도시한 도면.1 is a perspective view of a cylindrical sputtering cathode device according to a preferred embodiment of the present invention,
FIG. 2 is a side sectional view of a cylindrical sputtering cathode device taken along the line II-II in FIG. 1,
FIG. 3 is a partially cut away perspective view of the cylindrical sputtering cathode device of FIG. 1,
4 is an enlarged cross-sectional view of the "A" region of Figs. 2 and 3,
5 is a control block diagram of a cylindrical sputtering cathode device according to the present invention.
FIGS. 6 to 9 are cross-sectional views illustrating the operation of the cylindrical sputtering cathode device of FIGS. 1 to 4. FIG.
10 is a flowchart of a thin film deposition process using a cylindrical sputtering cathode device according to a preferred embodiment of the present invention,
11 is a schematic view illustrating a thin film deposition process using a cylindrical sputtering cathode device according to the present invention.
Figure 12 illustrates various forms of magnet rotation angle and polarity according to various embodiments of the present invention.

이하에서는 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 대해 상세하게 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 원통형 스퍼터링 캐소드 장치(1)는 원통형 타겟조립체(20)와 타겟조립체(20) 내부에서 외측으로 자기장을 형성하는 마그네트조립체(30)를 갖는 적어도 한 쌍의 스퍼터링 유닛(3)과, 스퍼터링 유닛(3)의 타겟조립체(20)는 연속 회전시키고 마그네트조립체(30)는 미리 설정된 회전각 범위로 회전 및 회전위치 유지시키는 구동수단(5)과, 박막의 증착과정에서 증착 두께별로 미리 설정된 증착 단계에 따라 마그네트조립체(30)의 회전각을 미리 설정된 증착 단계별 회전각을 갖도록 구동수단(5)의 구동을 제어하는 제어부(60)를 포함한다. 1 to 9, a cylindrical sputtering cathode device 1 according to the present invention includes a cylindrical target assembly 20 and a magnet assembly 30 that forms a magnetic field outwardly within the target assembly 20 At least a pair of sputtering units 3 and a target assembly 20 of the sputtering unit 3 are continuously rotated and the magnet assembly 30 is rotated and held in a predetermined rotation angle range, And a control unit 60 for controlling the driving of the driving unit 5 so that the rotation angle of the magnet assembly 30 is set to a preset angle of rotation according to the deposition step according to the deposition step previously set for the deposition thickness in the deposition process of the thin film.

각 스퍼터링 유닛(3)은 타겟조립체(20)의 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 회전력에 의해 기재(2)를 향하는 방향과 양 타겟조립체(20) 사이 영역을 향하는 ??향으로 정역 회전 가능한 마그네트조립체(30)를 가지고 있다.Each of the sputtering units 3 includes a support 10 provided on both sides in the axial direction of the target assembly 20 and a sputtering unit 3 which is supported by a driving force transmitted from the driving means 5 in a state of being rotatably supported with respect to both the supports 10 A rotating target assembly 20 and a rotating member 20 provided inside the target assembly 20 and driven by the rotational force transmitted from the driving means 5 to the region between the direction toward the base material 2 and the region between the both target assemblies 20 And has a magnet assembly 30 rotatable in both directions.

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.The support 10 rotatably supports the target rotating body 23 of the target assembly 20 to be described later. To this end, a rotatable coupling portion 11 is formed at the center of both supporting bodies 10. A driving force transmitting opening 13 through which the driving force transmitting member 54 of the driving means 5 to be described later passes may be formed on one side of the supporting body 10 of the both side supporting bodies 10 adjacent to the driving means 5.

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. The target assembly 20 includes a cylindrical target 21 having an evaporation material on the outer surface thereof and a target rotating body 23 provided on both sides in the longitudinal direction of the target 21 and rotatably engaged with the supporting body 10 .

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 결합되는 것이 바람직하다. 양측 타겟회전체(23)의 중심에는 후술할 마그네트지지축(33)이 삽입되는 축삽입공(25)이 형성되어 있다. The inner space of the target 21 is formed as a space for accommodating the magnet assembly 30. Cooling water for cooling the high temperature generated in the sputtering process can be circulated inside the target 21. The target rotating body 23 is coupled to both sides in the longitudinal direction of the target 21 to hermetically block the inside of the target 21 from the outside and rotatable through the bearing to the rotating body coupling portion 11 of the supporting body 10. [ . A shaft insertion hole 25 into which a magnet supporting shaft 33 to be described later is inserted is formed at the center of the both-side target rotating body 23.

한편, 마그네트조립체(30)는 타겟(21) 내부에 수용되어 자기장을 형성하는 마그네트(31)와, 마그네트(31)를 지지하며 마그네트(31)가 기재(2)를 향하는 방향과 양 타겟조립체(20) 사이 영역을 향하는 방향으로 정역 회전하는 마그네트지지축(33)을 포함한다. The magnet assembly 30 includes a magnet 31 accommodated in the target 21 to form a magnetic field and a magnet assembly 31 that supports the magnet 31 and supports the magnet assembly 31 in a direction toward the base 2, And a magnet supporting shaft 33 that rotates in the normal or reverse direction in the direction toward the area between the magnet support shaft 33 and the magnet support shaft 33.

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. 양 타겟조립체(20) 내부에 마련되는 마그네트(31)의 극성은 도 12에 도시된 형태들을 포함하여 다양한 극성배치를 가질 수 있다. The magnet 31 is coupled to a magnet support shaft 33 located inside the target 21 and includes a support member 37 coupled to the magnet support shaft 33 as a structure for coupling the magnet 31, And a yoke 39 coupled to the member 37. The yoke 39 is coupled to the magnet support shaft 33 in such a manner that the magnet 31 is coupled to the yoke 39. [ The polarity of the magnet 31 provided inside the both target assemblies 20 may have various polarities including the shapes shown in FIG.

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 회전력전달부재(55)가 결합되는 적어도 하나의 회전력전달부재결합부(35)가 원주방향을 따라 형성되어 있다. The magnet support shaft 33 is provided on the center axis of the target 21 inside the target 21 and both ends thereof are inserted into the shaft insertion hole 25 of the both side target rotating body 23. At this time, the magnet support shaft 33 inserted into the shaft insertion hole 25 of the target rotating body 23 on the side of the drive means 5 is extended through the shaft insertion hole 25 to the support body 10 side And at least one torque transmitting member engaging portion 35 is formed along the circumferential direction on the outer circumferential surface of the magnet supporting shaft 33 located in the shaft inserting hole 25 to engage with a torque transmitting member 55 .

이러한 스퍼터링유닛(3)은 적어도 타겟조립체(20)들이 기재(2)에 대해 이격 거리 조절 가능하게 설치될 수도 있으며, 양 타겟조립체(20) 간의 상호 이격 거리 조절 가능하게 설치될 수 있다. 이러한 타겟조립체(20)의 이격 거리 조절은 도시하지 않았지만, 원통형 스퍼터링 캐소드 장치(1)의 설치 영역에 이격 거리 조절을 위한 거리조절구조를 마련하여 수동적으로 조절할 수도 있으며, 래크와 피니언 및 모터 또는 슬라이딩 가이드 수단 및 유압 또는 공압 실린더 등의 슬라이더 이동수단 등의 형태로 구현될 수 있다. Such a sputtering unit 3 may be provided so that at least the target assemblies 20 are adjustably spaced relative to the substrate 2 and the mutual spacing distance between the two target assemblies 20 is adjustable. Although the adjustment of the separation distance of the target assembly 20 is not shown, a distance adjustment structure for adjusting the separation distance may be provided in the installation area of the cylindrical sputtering cathode device 1 to manually adjust the separation distance, and the rack, the pinion, Guide means and slider moving means such as a hydraulic or pneumatic cylinder.

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 회전력으로 전달하는 회전력전달부재(55)와, 마그네트지지축(33)의 회전을 허용 및 제한하는 회전범위설정유닛(56)을 포함한다.On the other hand, the drive means 5 includes a normal / reverse drive motor 51 installed in the upper region of the sputtering unit 3, a constant drive pulley 52 coupled to the rotary shaft of the constant and constant drive motor 51, A driven pulley 53 coupled to an end peripheral region of the target rotating body 23 adjacent to the target rotating body 53 side and a driven pulley 52 connected to the driven pulley 53 to rotate the forward / A rotating force transmitting member 55 for transmitting the rotating force of the target rotating body 23 by the rotating force of the magnet supporting shaft 33 and a driving force transmitting member 55 for transmitting the rotating force of the magnet rotating shaft 23 to the magnet 23 And a rotation range setting unit 56 for permitting and restricting rotation.

*이 중 구동력전달부재(54)는 원동풀리(52)와 피동풀리(53)를 연결하는 폐루프 형태의 벨트 등으로 마련될 수 있다. The driving force transmitting member 54 may be provided in a closed loop type belt connecting the primary pulley 52 and the driven pulley 53. [

그리고 회전력전달부재(55)는 고무재질의 링 형태로 마련되어 마그네트지지축(33)의 회전력전달부재결합부(35)에 결합되는 것이 바람직하다. 이 회전력전달부재(55)는 O링일 수 있으며, 그 외주면이 타겟회전체(23)의 축삽입공(25) 내주면에 밀착된다. 이 회전력전달부재(55)는 후술할 회전범위설정유닛(56)의 작용에 의해 마그네트지지축(33)의 회전이 허용될 경우 타겟회전체(23)와 함께 마그네트지지축(33)이 회전할 수 있는 정도의 밀착력으로 타겟회전체(23)의 축삽입공(25) 내주면에 밀착된다. 또한, 이 회전력전달부재(55)는 회전범위설정유닛(56)의 작용에 의해 마그네트지지축(33)의 회전이 제한될 경우 타겟회전체(23)의 회전을 방해하지 않으면서 타겟회전체(23)의 축삽입공(25) 내주면에 밀착된 상태에서 회전력에 의한 파손이 발생하지 않을 정도의 내구성을 갖는다. The rotation force transmitting member 55 is preferably provided in the form of a ring made of rubber and is coupled to the rotation force transmitting member engaging portion 35 of the magnet supporting shaft 33. The rotational force transmitting member 55 may be an O-ring, and the outer circumferential surface thereof is brought into close contact with the inner circumferential surface of the shaft insertion hole 25 of the target rotating body 23. When the rotation of the magnet support shaft 33 is allowed by the action of the rotation range setting unit 56 to be described later, the torque transmission member 55 rotates the magnet support shaft 33 together with the target rotation body 23 And is brought into close contact with the inner circumferential surface of the shaft insertion hole 25 of the target rotating body 23 with an adhering force as much as possible. When the rotation of the magnet support shaft 33 is restricted by the action of the rotation range setting unit 56, the rotation force transmitting member 55 is rotated by the rotation of the target rotating body 23 has a durability such that no breakage due to rotational force does not occur in a state of being in close contact with the inner circumferential surface of the shaft insertion hole 25. [

그리고 회전범위설정유닛(56)은 마그네트지지축(33)의 회전 범위를 형성하는 회전디스크(57)와, 회전디스크(57)의 회전을 제한하는 스토퍼(59)로 구성될 수 있다. The rotation range setting unit 56 may be constituted by a rotary disk 57 forming a rotation range of the magnet support shaft 33 and a stopper 59 restricting the rotation of the rotary disk 57.

회전디스크(57)는 원형 플레이트 형상으로 가지고 있으며, 그 중앙부가 볼트 등에 의해 구동수단(5) 측에 인접한 마그네트지지축(33)의 단부에 체결된다. 그리고 회전디스크(57)의 판면에는 반원 형상의 회전각제한홈(58)이 형성되어 있다. 이 회전각제한홈(58)은 마그네트지지축(33)의 죽선을 중심으로 반경 방향 0도 이상 내지 180도 미만 범위의 원호 형상 장공으로 형성되거나, 원호 형상의 홈으로 형성될 수 있다. 이하에서는 회전각제한홈(58)의 형성범위를 The rotary disk 57 has a circular plate shape and its central portion is fastened to the end of the magnet support shaft 33 adjacent to the drive means 5 side by bolts or the like. A semi-circular rotation angle restricting groove (58) is formed on the surface of the rotating disk (57). The rotation angle restricting groove 58 may be formed as an arcuate slot in the radial direction of the magnet support shaft 33 ranging from 0 degrees to less than 180 degrees, or may be formed as an arc-shaped groove. Hereinafter, the forming range of the rotation angle restricting groove 58 will be

스토퍼(59)는 회전디스크(57)의 회전각제한홈(58)에 일부영역이 삽입되도록 구동수단(5) 측에 인접한 지지체(10)에 고정 결합되어 있다. 이 스토퍼(59)는 회전디스크(57)의 회전시 회전각제한홈(58)의 양끝단에 걸림으로서 마그네트지지축(33)의 회전각을 전술한 바와 같은 0도 이상 내지 180도 미만 범위로 제한한다. The stopper 59 is fixedly coupled to the support 10 adjacent to the drive means 5 so that a part of the stopper 59 is inserted into the rotation angle restricting groove 58 of the rotary disk 57. The stopper 59 is engaged with both ends of the rotation angle restricting groove 58 when the rotary disk 57 is rotated so that the rotation angle of the magnet support shaft 33 is in the range of 0 degree to less than 180 degrees Limit.

이때, 회전각제한홈(58)의 양측 끝단부에 스토퍼(59)가 걸리는 위치는 마그네트(31)가 기재(2)를 향하는 위치와, 마그네트(31)가 양 타겟조립체(20) 사이 영역을 향하는 위치에 대응한다. At this time, the positions at which the stoppers 59 are engaged at both ends of the rotation angle restricting groove 58 are determined by the positions of the magnet 31 facing the base 2 and the position between the magnet 31 and the both target assemblies 20 Corresponding to the facing position.

이하의 설명 및 첨부된 도면에서는 마그네트조립체(30)의 회전각 범위가 0도 내지 90도인 것으로서, 양 타겟조립체(20)의 양측 마그네트(31)가 기재(2)를 향하는 위치와, 양 타겟조립체(20) 사이 영역을 향하면서 상호 대향하는 위치 간을 회전하는 것을 바람직한 예로 설명한다. In the following description and the accompanying drawings, it is assumed that the angle of rotation of the magnet assembly 30 is in the range of 0 to 90 degrees, and the position of both magnet pieces 31 of the both target assemblies 20 toward the base material 2, And between the mutually opposing positions while facing the region between the first and second substrates 20 is described as a preferable example.

여기서, 구동수단(5)의 구성은 전술한 구성들 외에도 타겟조립체(20)는 연속적으로 회전시키면서 마그네트조립체(30)는 마그네트(31)가 기재(2)를 향하는 위치와, 마그네트(31)가 양 타겟조립체(20) 사이 영역을 향하는 위치로 회전시킬 수 있는 범위에서 다양한 구성으로 변경될 수 있음은 물론이다. Here, in addition to the above-described configurations, the drive unit 5 is configured such that the magnet assembly 30 rotates while the target assembly 20 is continuously rotated, and the position where the magnet 31 faces the base material 2 and the position where the magnet 31 It is to be understood that the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications may be made without departing from the scope of the present invention.

예컨대, 구동수단(5)이 타겟조립체(20)를 연속적으로 회전시키기 위한 연속회전모터와, 마그네트조립체(30)를 미리 설정된 회전각 범위로 회전시키기 위한 별도의 스텝모터를 구비하는 형태로 구성될 수도 있으며, 클러치 등과 같은 구성요소를 이용하여 하나의 모터로 타겟조립체(20)를 연속 회전시키다가 필요에 따라 클러치를 구동하여 마그네트조립체(30)를 원하는 회전각으로 회전시킬 수 있다. For example, the driving unit 5 may be configured to include a continuous rotation motor for continuously rotating the target assembly 20 and a separate stepping motor for rotating the magnet assembly 30 in a predetermined rotation angle range And the target assembly 20 may be continuously rotated by a single motor using a component such as a clutch or the like, and the clutch assembly may be driven as needed to rotate the magnet assembly 30 at a desired rotation angle.

한편, 제어부(60)는 기재의 증착대상면에 박막이 증착되는 과정에서 증착 두께별로 미리 설정된 적어도 2단계의 증착 단계에 따라 마그네트조립체(30)의 회전각을 미리 설정된 증착 단계별 회전각을 갖도록 구동수단(5)의 구동을 제어한다. Meanwhile, the control unit 60 controls the rotation angle of the magnet assembly 30 to have a predetermined angle of rotation according to the deposition step according to at least two stages of vapor deposition steps previously set for the deposition thickness in the process of deposition of the thin film on the deposition target surface of the substrate. And controls the driving of the means (5).

여기서, 증착 단계는 제어부(60)가 마그네트조립체(30)를 기재의 증착 대상면을 향하도록 구동수단(5)을 제어하는 초기 증착단계와, 제어부(60)가 마그네트조립체(30)를 양 타겟조립체(20) 사이 영역을 향하도록 구동수단(5)을 제어하는 후기 증착단계로 마련될 수 있다. The deposition step includes an initial deposition step in which the control unit 60 controls the driving unit 5 so that the magnet assembly 30 faces the deposition target surface of the base material and an initial deposition step in which the control unit 60 applies the magnet assembly 30 to both targets To control the driving means 5 so as to face the area between the assemblies 20.

이때, 초기 증착단계에서 기재의 증착 대상면에 증착되는 박막의 두께는 후기 증착단계에서 증착되는 박막의 두께에 비해 작은 것이 바람직한데, 이를 위해, 증착 단계에서 증착되는 박막의 두께를 감지하는 박막두께감지수단(61)을 포함하는 것이 더욱 바람직하다. At this time, it is preferable that the thickness of the thin film deposited on the deposition target surface of the substrate in the initial deposition step is smaller than the thickness of the thin film deposited in the later deposition step. For this, the thickness of the thin film It is further preferable to include the sensing means 61.

제어부(60)는 박막두께감지수단(61)으로부터 전달되는 증착 박막의 두께와 미리 설정된 증착단계별 증착두께에 기초하여 마그네트조립체(30)가 해당 증착단계에 대응하는 회전각을 갖도록 구동수단(5)을 제어한다. The control unit 60 controls the driving unit 5 so that the magnet assembly 30 has a rotation angle corresponding to the deposition step based on the thickness of the deposited thin film delivered from the thin film thickness sensing unit 61 and the deposition thickness according to the predetermined deposition step, .

이러한 구성을 갖는 본 발명에 따른 원통형 스퍼터링 캐소드 장치(1)를 이용하여 기재(2)의 증착 대상면에 박막을 증착하는 과정을 도 10 및 도 11을 참고하여 간략하게 살펴본다. A process of depositing a thin film on a deposition target surface of a base material 2 using the cylindrical sputtering cathode device 1 according to the present invention having such a configuration will be briefly described with reference to FIGS. 10 and 11. FIG.

이때, 기재(2) 상에 증착되는 박막은 TCO, ITO, ZnO 등의 박막을 포함하여 다양한 물질의 박막일 수 있다. 박막 물질은 타겟물질에 대응한다. 또한 타겟조립체(20)와 기재(2) 간의 이격 거리 및 양 타겟조립체(20) 간의 상호 이격 거리는 증착 조건에 따라 적절이 세팅하는 이격 거리를 조절하는 단계(S01)를 거칠 수 있다. At this time, the thin film deposited on the substrate 2 may be a thin film of various materials including a thin film of TCO, ITO, ZnO, or the like. The thin film material corresponds to the target material. Also, the distance between the target assembly 20 and the substrate 2 and the distance between the two target assemblies 20 may be adjusted in accordance with the deposition conditions (step S01).

한편, 실시예로서 기재(2)의 증착 대상면에 증착되는 박막의 두께는 1000nm를 예로하며, 초기 증착단계에서 플라즈마에 의한 기재(2) 및 박막의 데미지를 방지하기 위해서 양 마그네트조립체(30)가 상호 대향하게 배치된 상태로 100nm 두께의 박막이 증착된 후, 후기 증착단계에서 고속 증착을 위해 양 마그네트조립체(30)가 기재(2)를 향하도록 회전하여 나머지 900nm 두께의 박막을 증착하는 예로 설명한다. 여기서 초기 증착단계에서 증착되는 박막의 두께는 후기 증착단계에서 플라즈마에 의한 데미지가 방지되는 두께이며, 이는 박막 물질의 종류에 따라 상이할 수 있다.The thickness of the thin film to be deposited on the deposition target surface of the substrate 2 is 1000 nm, and the magnet assembly 30 is used to prevent damage to the substrate 2 and the thin film by the plasma in the initial deposition step. In which the two magnet assemblies 30 are turned toward the substrate 2 for high-speed deposition in a later deposition step to deposit the remaining 900 nm thick thin film Explain. Here, the thickness of the thin film deposited in the initial deposition step is a thickness that prevents damage due to the plasma in the later deposition step, which may vary depending on the kind of the thin film material.

먼저, 원통형 스퍼터링 캐소드 장치(1)의 구동전 제어부(60)에 미리 박막의 증착 두께별로 증착단계를 설정하는 증착단계별 증착두께 설정 단계(S02)와, 증착단계별로 마그네트조립체(30)의 회전각을 설정하는 단계(S03)를 실행한다. First, a deposition thickness setting step S02 according to the deposition step for setting the deposition step in advance according to the deposition thickness of the thin film in the controller 60 before the operation of the cylindrical sputtering cathode device 1, (Step S03).

실시예에 따라 기재(2)의 증착 대상면에 증착되는 박막의 두께는 1000nm로 할 때, 100nm 두께의 박막이 먼저 증착되는 초기 증착단계(S05)에서 양 마그네트조립체(30)가 상호 대향하게 배치되는 회전각을 갖도록 하고, 다음으로 900nm 두께의 박막이 증착되는 후기 증착단계(S07)에서 양 마그네트조립체(30)가 기재(2)를 향하는 회전각을 갖도록 설정한다. According to the embodiment, when the thickness of the thin film deposited on the deposition target surface of the substrate 2 is 1000 nm, in the initial deposition step S05 in which the thin film of 100 nm thickness is deposited first, the two magnet assemblies 30 are arranged to face each other So that the two magnet assemblies 30 have a rotation angle toward the substrate 2 in a later deposition step S07 in which a thin film of 900 nm thickness is deposited.

그런 다음, 장치의 구동이 시작되면 제어부(60)는 증착단계별 증착두께에 기초하여 상기 마그네트조립체(30)가 해당 증착단계에 대응하는 회전각을 갖도록 상기 구동수단(5)을 제어하는 단계(S04)를 실행한다. Then, when the driving of the apparatus is started, the control unit 60 controls the driving unit 5 so that the magnet assembly 30 has a rotation angle corresponding to the deposition step, based on the deposition thickness according to the deposition step (S04 ).

이때, 제어부(60)는 박막두께감지수단(61)에서 감지된 증착 박막의 두께와 미리 설정된 상기 증착단계별 증착두께에 기초하여 구동수단(5)의 구동을 제어한다. At this time, the controller 60 controls the driving of the driving means 5 based on the thickness of the deposited thin film detected by the thin film thickness detecting means 61 and the deposition thickness according to the predetermined deposition step.

그러면, 초기 증착단계(S05)에서 양 마그네트조립체(30)가 도 도 7 및 도 11에 도시된 바와 같이, 상호 대향하게 배치됨으로써, 양 타겟조립체(20) 사이에 플라즈마가 형성된다. 이에 의해 플라즈마는 기재(2) 및 기재(2)의 증착 대상면에 증착되고 있는 박막에 영향을 주지 않게 된다. Then, in the initial deposition step S05, both magnet assemblies 30 are disposed opposite each other, as shown in Figures 7 and 11, so that a plasma is formed between both target assemblies 20. [ Thereby, the plasma does not affect the thin film deposited on the substrate 2 and the deposition target surface of the substrate 2.

이 상태로 초기 증착단계에서 기재(2)의 증착 대상면에 100nm 두께의 박막이 증착되는 과정에서, 박막두께감지수단(61)에 의한 박막두께감지단계는 지속적으로 실행된다(S06). In this state, in the initial deposition step, the thin film thickness sensing step by the thin film thickness sensing means 61 is continuously performed in the process of depositing a thin film of 100 nm thickness on the deposition target surface of the substrate 2 (S06).

그러다가 기재(2)의 증착 대상면에 100nm 두께의 박막이 증착된 것이 감지되면, 제어부(60)는 후기 증착단계(S07)를 실행하도록 구동수단(5)을 제어한다. 그러면, 양 마그네트조립체(30)가 도 9 및 도 11과 같이, 기재(2)를 향하도록 회전하게 되고 이 상태로 후기 증착단계가 실행되어 900nm 두께의 박막이 증착되고, 박막두께감지수단(61)에서 후기 증착단계에 설정된 900nm 두께의 박막이 감지되면(S08) 박막 증착 과정을 마무리한다. Then, when it is detected that a thin film having a thickness of 100 nm is deposited on the deposition target surface of the base material 2, the control unit 60 controls the driving means 5 to execute the later deposition step S07. Then both magnet assemblies 30 are rotated to face the substrate 2, as in Figures 9 and 11, and a post deposition step is performed in this state to deposit a 900 nm thick thin film, and the thin film thickness sensing means 61 ), The thin film deposition process is completed when the thin film of 900 nm thickness set in the later deposition stage is detected (S08).

이와 같이, 본 발명에 따른 원통형 스퍼터링 캐소드 장치 및 이를 이용한 박막 증착 방법에 따르면, 기재(2)의 재질에 상관없이 초기 증착단계에서 플라즈마가 기재(2)를 향하지 않도록 함으로써 기재(2) 및 증착되고 있는 박막에 데미지를 주지 않게 된다. As described above, according to the cylindrical sputtering cathode device and the thin film deposition method using the same, the substrate 2 and the deposited material are prevented from being directed toward the substrate 2 in the initial deposition step, regardless of the material of the substrate 2 The thin film is not damaged.

그리고 후기 증착단계에서 플라즈마가 기재(2)를 향하면서 초기 증착단계에서 플라즈마에 의한 데미지를 입지 않는 두께로 증착된 박막 상에 고속으로 나머지 박막을 증착함으로써 안정적이고 고속의 박막 증착 과정이 수행되어 증착 품질 저하를 방지 할 수 있다. In the latter deposition step, a stable and high-speed thin film deposition process is performed by depositing the remaining thin film at a high speed on the thin film deposited at a thickness that does not damage by the plasma in the initial deposition step while the plasma is directed to the substrate 2, It is possible to prevent deterioration in quality.

전술 및 실시예에서는 증착단계를 초기 증착단계와 후기 증착단계로 하고 마그네트조립체(30)의 회전 범위를 양 타겟조립체(20) 사이에서 상호 대향하는 방향과 기재(2)를 한하는 방향으로 회전하는 것을 예로 설명하였지만, 본 발명의 기술적 사상에 따르면 증착단계와 마그네트조립체(30)의 회전 범위는 도 12와 같이 더 세분화될 수 있음 물론이다. In the tactical and exemplary embodiments, the deposition step may be an initial deposition step and a late deposition step and the rotational range of the magnet assembly 30 may be rotated in both directions opposite to each other between the two target assemblies 20, However, according to the technical idea of the present invention, it is needless to say that the deposition step and the rotation range of the magnet assembly 30 can be further subdivided as shown in FIG.

10 : 지지체 20 : 타겟조립체
21 : 타겟 23 : 타겟회전체
30 : 마그네트조립체 31 : 마그네트
33 : 마그네트지지축 51 : 정역구동모터
52 : 원동풀리 53 : 피동풀리
54 : 구동력전달부재 55 : 회전력전달부재
56 : 회전범위설정유닛 57 : 회전디스크
58 : 회전각제한홈 59 : 스토퍼
60 : 제어부 51 : 박막두께감지수단10: support 20: target assembly
21: target 23: target rotating body
30: Magnet assembly 31: Magnet
33: Magnet support shaft 51: Forward and reverse drive motor
52: idler pulley 53: driven pulley
54: driving force transmitting member 55: rotational force transmitting member
56: rotation range setting unit 57: rotating disk
58: rotation angle limiting groove 59: stopper
60: control unit 51: thin film thickness sensing means

Claims (12)

기재의 증착 대상면에 박막을 증착하는 원통형 스퍼터링 캐소드 장치에 있어서,
외주면에 타겟을 가지고 상호 평행하게 이격 배치된 적어도 한 쌍의 원통형 타겟조립체;
상기 각 타겟조립체 내부에서 회전축을 중심으로 회전할 수 있도록 마련되며, 상기 타겟조립체의 회전력에 의해 소정의 방향을 바라보도록 회전하며, 상기 타겟조립체의 회전 방향에 따라 서로 다른 방향을 바라보도록 회전한 후, 회전위치가 유치되는 마그네트조립체;
상기 타겟조립체를 정방향 또는 역방향으로 회전시키는 구동수단;
상기 박막의 증착과정에서 증착 두께별로 미리 설정된 적어도 2단계의 증착 단계에 따라 상기 마그네트조립체의 회전각을 미리 설정된 상기 증착 단계별 회전각을 갖도록 상기 구동수단의 구동을 제어하여 상기 타겟조립체가 정방향 또는 역방향으로 회전하게 하는 제어부;를 포함하고,
상기 마그네트조립체는 상기 타겟조립체의 회전에 의해 회전함으로써 상기 마그네트조립체만을 회전시키기위한 구동수단은 구비되지 않으며,
상기 구동수단:은,
상기 타겟조립체를 정방향 또는 역방향으로 회전시키는 정역구동모터;
상기 타겟조립체와 상기 마그네트조립체의 사이에 구비되고, 접촉에 의해 상기 타겟조립체의 회전력을 상기 마그네트조립체로 전달하는 회전력전달부재; 및
상기 마그네트조립체의 회전범위를 제한하는 회전범위설정유닛;을 포함하고,
상기 회전범위설정유닛은 상기 마그네트조립체의 단부에 체결되어 상기 마그네트조립체와 함께 회전하며, 원호 형상의 홈인 회전각제한홈이 형성된 회전디스크; 및
소정의 지지체에 고정되고 일부 영역이 상기 회전디스크의 회전각제한홈에 삽입되며, 상기 회전디스크가 회전할 때, 회전각도를 상기 회전각제한홈의 각도로 제한하는 스토퍼;를 포함하고,
상기 증착단계는
상기 제어부가 상기 마그네트조립체를 상기 양 타겟조립체 사이 영역을 향하도록 상기 구동수단을 제어하는 초기 증착단계와,
상기 제어부가 상기 마그네트조립체를 상기 기재의 증착 대상면을 향하도록 상기 구동수단을 제어하는 후기 증착단계를 갖고,
상기 초기 증착단계에서 상기 기재의 증착 대상면에 증착되는 박막의 두께는 상기 후기 증착단계에서 증착되는 박막의 두께에 비해 작은 것을 특징으로 하는 원통형 스퍼터링 캐소드 장치. 1. A cylindrical sputtering cathode device for depositing a thin film on a surface of a substrate to be deposited,
At least one pair of cylindrical target assemblies spaced apart from each other with a target on an outer circumferential surface thereof;
The target assembly is rotatable about a rotation axis within the target assembly and rotates to face a predetermined direction by the rotational force of the target assembly. The target assembly is rotated so as to face different directions according to the rotation direction of the target assembly A magnet assembly to which a rotational position is applied;
Driving means for rotating the target assembly in a forward or reverse direction;
Wherein the control unit controls driving of the driving unit so that the rotation angle of the magnet assembly is set to a predetermined angle of rotation according to the deposition step in accordance with at least two stages of deposition steps previously set for the deposition thickness in the deposition process of the thin film, And a controller for controlling the rotation of the motor,
The magnet assembly is not provided with driving means for rotating only the magnet assembly by rotating by rotation of the target assembly,
The driving means includes:
A forward / reverse driving motor for rotating the target assembly in a forward or reverse direction;
A torque transmitting member provided between the target assembly and the magnet assembly and transmitting a rotational force of the target assembly to the magnet assembly by contact; And
And a rotation range setting unit for limiting a rotation range of the magnet assembly,
Wherein the rotation range setting unit includes: a rotary disk coupled to an end of the magnet assembly and rotating together with the magnet assembly, the rotary disk having a rotation angle limiting groove, which is an arc-shaped groove; And
And a stopper fixed to the predetermined support and partially inserted into the rotation angle restricting groove of the rotary disk and restricting the rotation angle to the angle of the rotation angle restricting groove when the rotary disk rotates,
The deposition step
An initial deposition step of controlling the driving means such that the control unit directs the magnet assembly toward an area between the both target assemblies;
The control section controls the driving means so that the magnet assembly faces the deposition target surface of the base material,
Wherein the thickness of the thin film deposited on the deposition target surface of the substrate in the initial deposition step is smaller than the thickness of the thin film deposited in the later deposition step. 제1항에 있어서,
상기 증착단계에서 증착되는 박막의 두께를 감지하는 박막두께감지수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원통형 스퍼터링 캐소드 장치. The method according to claim 1,
Further comprising thin film thickness sensing means for sensing a thickness of the thin film deposited in the deposition step. 제2항에 있어서,
상기 제어부에는 상기 증착단계별 증착두께가 미리 설정되어 있으며, 상기 제어부는 상기 박막두께감지수단으로부터 전달되는 증착 박막의 두께와 미리 설정된 상기 증착단계별 증착두께에 기초하여 마그네트조립체가 해당 증착단계에 대응하는 회전각을 갖도록 상기 구동수단을 제어하는 것을 특징으로 하는 원통형 스퍼터링 캐소드 장치. 3. The method of claim 2,
Wherein the control unit sets the deposition thickness for each deposition step in advance and controls the magnet assembly based on the thickness of the deposited thin film transferred from the thin film thickness sensing unit and the predetermined deposition thickness for each of the deposition steps, And the driving means is controlled so as to have an angle with respect to the axis of the cylindrical sputtering cathode. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 양 타겟조립체는 상기 기재에 대해 이격 거리 조절 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 원통형 스퍼터링 캐소드 장치. 4. The method according to any one of claims 1 to 3,
Wherein the both target assemblies are installed so that the spacing distance is adjustable relative to the substrate. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 양 타겟조립체는 상호 이격 거리 조절 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 원통형 스퍼터링 캐소드 장치. 4. The method according to any one of claims 1 to 3,
Wherein the two target assemblies are installed so that mutual spacing distance is adjustable. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 양 타겟조립체는 상기 기재에 대해 이격 거리 조절 가능하게 설치되고, 상기 양 타겟조립체는 상호 이격 거리 조절 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 원통형 스퍼터링 캐소드 장치. 4. The method according to any one of claims 1 to 3,
Wherein the two target assemblies are installed so that the distance between the two target assemblies is adjustable with respect to the base, and that the two target assemblies are provided so that mutual spacing distance is adjustable. 제 1 항의 원통형 스퍼터링 캐소드 장치를 이용하여 기재의 증착 대상면에 박막을 증착하는 방법에 있어서,
상기 박막의 증착과정에서 증착 두께별로 미리 설정된 적어도 2단계의 증착 단계에 따라 상기 마그네트조립체의 회전각을 미리 설정된 상기 증착 단계별 회전각을 갖도록 상기 구동수단의 구동을 제어하며,
상기 증착단계는
상기 제어부가 상기 마그네트조립체를 상기 양 타겟조립체 사이 영역을 향하도록 상기 구동수단을 제어하는 초기 증착단계와,
상기 제어부가 상기 마그네트조립체를 상기 기재의 증착 대상면을 향하도록 상기 구동수단을 제어하는 후기 증착단계를 갖고,
상기 초기 증착단계에서 상기 기재의 증착 대상면에 증착되는 박막의 두께는 상기 후기 증착단계에서 증착되는 박막의 두께에 비해 작은 것을 특징으로 하는 원통형 스퍼터링 캐소드 장치를 이용한 박막 증착 방법. A method for depositing a thin film on a deposition target surface of a substrate using the cylindrical sputtering cathode device of claim 1,
Controlling the driving of the driving means so that the rotation angle of the magnet assembly is set to a predetermined rotation angle in accordance with the deposition step in accordance with at least two stages of deposition steps previously set for the deposition thickness in the deposition process of the thin film,
The deposition step
An initial deposition step of controlling the driving means such that the control unit directs the magnet assembly toward an area between the both target assemblies;
The control section controls the driving means so that the magnet assembly faces the deposition target surface of the base material,
Wherein the thickness of the thin film deposited on the deposition target surface of the substrate in the initial deposition step is smaller than the thickness of the thin film deposited in the later deposition step. 제7항에 있어서,
상기 증착단계에서 증착되는 박막의 두께를 감지하는 박막두께감지단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원통형 스퍼터링 캐소드 장치를 이용한 박막 증착 방법. 8. The method of claim 7,
And a thin film thickness sensing step of sensing a thickness of the thin film deposited in the deposition step. 제8항에 있어서,
상기 증착단계별 증착두께를 미리 설정하는 증착단계별 증착두께 설정 단계와,
상기 박막두께감지단계에서 감지된 증착 박막의 두께와 미리 설정된 상기 증착단계별 증착두께에 기초하여 상기 마그네트조립체가 해당 증착단계에 대응하는 회전각을 갖도록 상기 구동수단을 제어하는 단계를 갖는 것을 특징으로 하는 원통형 스퍼터링 캐소드 장치를 이용한 박막 증착 방법. 9. The method of claim 8,
A deposition thickness setting step for setting the deposition thickness for each deposition step in advance,
Controlling the driving means so that the magnet assembly has a rotation angle corresponding to the deposition step based on the thickness of the deposited thin film detected in the thin film thickness sensing step and the deposition thickness according to the predetermined deposition step A thin film deposition method using a cylindrical sputtering cathode device. 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 양 타겟조립체와 상기 기재 간의 이격 거리를 조절하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원통형 스퍼터링 캐소드 장치를 이용한 박막 증착 방법. 10. The method according to any one of claims 7 to 9,
Further comprising adjusting a spacing distance between the two target assemblies and the substrate. ≪ Desc / Clms Page number 19 > 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 양 타겟조립체 간의 상호 이격 거리를 조절하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원통형 스퍼터링 캐소드 장치를 이용한 박막 증착 방법. 10. The method according to any one of claims 7 to 9,
Further comprising adjusting the mutual spacing distance between the two target assemblies. ≪ Desc / Clms Page number 20 > 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 양 타겟조립체와 상기 기재 간의 이격 거리를 조절하는 단계와, 상기 양 타겟조립체 간의 상호 이격 거리를 조절하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원통형 스퍼터링 캐소드 장치를 이용한 박막 증착 방법. 10. The method according to any one of claims 7 to 9,
Adjusting the spacing distance between the two target assemblies and the substrate; and adjusting the mutual spacing distance between the two target assemblies. ≪ Desc / Clms Page number 17 >
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