KR101707975B1 - 스퍼터링 장치 - Google Patents

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Abstract

스퍼터링 장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 스퍼터링 장치는, 샘플에 박막을 형성시키는 작업이 이루어지는 챔버; 샘플에 박막을 형성시키기 위한 타겟이 구비되며, 챔버의 일측에 결합되는 스퍼터 건 유닛; 및 챔버의 일측에 슬라이딩 이동 가능하게 결합되며, 샘플을 챔버의 내부로 투입시키는 슬라이딩 투입유닛을 포함한다.

Description

스퍼터링 장치{Sputtering Apparatus}
본 발명은, 스퍼터링 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 연구 및 개발을 목적으로 한 실험실 등에서 설치 및 운용이 용이하도록 소형화하면서도, 박막을 형성하기 위한 샘플을 보다 간편하게 챔버의 내부로 투입하고 작업위치로 로딩시킬 수 있는 스퍼터링 장치에 관한 것이다.
일반적으로 박막 증착 공정은, 박막 증착의 원리에 따라 크게 두 가지로 나뉜다. 하나는 화학적 기상 증착(Chemical Vapor Deposition, CVD)이고, 다른 하나는 물리적 기상 증착(Physical Vapor Deposition, PVD)이다.
화학적 기상 증착(CVD)은, 증착하고자 하는 박막 성분을 외부의 고주파 전원에 의해 플라즈마(Plasma)화 되어 높은 에너지를 갖는 전구체 형태로 기판상으로 이동시켜 화학 반응에 의하여 기판의 표면에 박막이 증착되도록 하는 방식이다.
이에 반해, 물리적 기상 증착(PVD)은, 진공상태에서 저항 열이나 전자 빔, 레이저 빔, 또는 플라즈마를 이용하여 타겟(target)으로부터 튀어나오는 타겟 원자가 그대로 기판상에 증착되도록 하는 방식이다.
물리적 기상 증착 중 대표적인 방식인 스퍼터링(sputtering) 방식은, 진공 챔버 내에 아르곤(Ar)과 같은 불활성 기체를 넣고 캐소드(cathode)에 전압을 가하면 캐소드로부터 방출된 전자들이 아르곤 기체 원자와 충돌하여 아르곤을 이온화시키며, 이온화된 아르곤으로부터 에너지가 방출되고 이온과 전자가 공전하는 플라즈마(plasma) 상태가 되며, 이 상태에서 아르곤의 양이온(Ar+)이 캐소드 쪽으로 가속되어 타겟의 표면과 충돌하면서 중성의 타겟 원자들이 튀어나와 기판에 박막을 형성시키는 방식이다.
종래의 스퍼터링 장치는 일반적으로 LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel) 및 OLED(Organic Light Emitting Diodes) 등의 평판디스플레이나 반도체를 생산하기 위해 평판디스플레이나 반도체 웨이퍼 등의 기판에 박막을 증착하기 위해서 사용되므로 장비의 크기가 크고 높은 정밀도를 요구하는 부가적인 장치들을 많이 포함하므로 단순한 장치를 넘어 시스템화되어가는 실정이다.
특히 평판디스플레이나 반도체 웨이퍼 등의 기판을 챔버의 내부로 투입하기 위하여 로봇 암(arm)과 같은 별도의 이송장치를 마련하기도 하고, 공정 챔버의 높은 청결도를 유지하기 위해 공정 챔버와는 별도의 로드락 챔버를 마련하기도 하므로 박막을 형성하기 위한 대상을 챔버 내부로 투입하는 과정이 매우 복잡하다는 문제점이 있다.
또한, 위와 같은 별도의 이송 장비나 로드락 챔버를 사용하는 경우 장비의 크기가 상당히 크고 고가이기 때문에 연구 및 개발을 목적으로 하는 소규모의 실험실 등에서는 설치 및 운용이 쉽지 않다는 문제점이 있다.
대한민국 등록특허 제10-1147484호 (2012.05.11.)
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 연구 및 개발을 목적으로 한 실험실 등에서 설치 및 운용이 용이하도록 소형화하면서도, 박막을 형성하기 위한 샘플을 보다 간편하게 챔버의 내부로 투입하고 작업위치로 로딩시킬 수 있는 스퍼터링 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 샘플에 박막을 형성시키는 작업이 이루어지는 챔버; 상기 샘플에 박막을 형성시키기 위한 타겟이 구비되며, 상기 챔버의 일측에 결합되는 스퍼터 건 유닛; 및 상기 챔버의 일측에 슬라이딩 이동 가능하게 결합되며, 상기 샘플을 챔버의 내부로 투입시키는 슬라이딩 투입유닛을 포함하는 스퍼터링 장치가 제공될 수 있다.
상기 슬라이딩 투입유닛은 상기 챔버에 서랍식으로 결합되는 서랍식 슬라이딩 투입유닛일 수 있다.
상기 서랍식 슬라이딩 투입유닛은, 상기 샘플이 거치되며, 상기 챔버의 일측에 형성되는 투입구를 관통하여 상기 챔버의 내외부를 슬라이딩 이동하는 샘플 거치부; 상기 샘플 거치부의 일측에 결합되며, 슬라이딩 이동에 의해 상기 투입구를 개폐하는 도어; 및 상기 도어의 일측에 연결되어 상기 도어의 슬라이딩 동작을 가이드하는 슬라이딩 가이드를 포함할 수 있다.
상기 샘플 거치부는, 상기 샘플을 잡아주는 샘플 홀더; 상기 샘플 홀더가 거치되는 반원형태의 거치턱이 형성되는 암(arm); 및 일측은 상기 암과 결합되고 타측은 상기 도어에 결합되는 암 지지대를 포함할 수 있다.
상기 서랍식 슬라이딩 투입유닛은, 상기 도어의 일측에 마련되며, 상기 챔버의 내부를 관찰할 수 있는 뷰포트(viewport)를 더 포함할 수 있다.
상기 챔버의 일측에 마련되며, 상기 슬라이딩 투입유닛에 의해 투입된 샘플을 상기 샘플에 박막이 형성되는 작업위치로 로딩시키는 로딩유닛을 더 포함할 수 있다.
상기 로딩유닛은, 상기 샘플을 지지하는 지지모듈; 및 상기 지지모듈의 일측에 배치되어 상기 지지모듈을 승강시키는 승강모듈을 포함할 수 있다.
상기 승강모듈은, 상기 챔버의 일측에 형성되는 승강구를 통하여 승강 이동하는 승강 베이스; 및 일측은 상기 승강 베이스에 결합되고 타측은 상기 챔버에 결합되어 상기 승강 베이스를 상기 챔버에 대하여 상대이동 가능하게 승강시키는 승강 구동부를 포함할 수 있다.
상기 승강모듈은, 상기 승강 베이스의 일측에 마련되며, 상기 승강 베이스의 상승에 의해 상기 승강구를 밀봉시키는 밀봉부를 더 포함할 수 있다.
상기 밀봉부는, 상기 승강 베이스의 외측으로 돌출되어 마련되되, 상기 승강구의 면적보다 넓게 형성되어 상기 챔버의 일측에 걸림 결합되는 걸림턱; 및 상기 걸림턱의 일측에 마련되는 오링(O-ring)을 포함할 수 있다.
상기 로딩 유닛은, 상기 샘플에 박막이 고르게 형성될 수 있도록, 상기 지지모듈의 일측에 배치되어 상기 지지모듈을 회전시키는 회전모듈을 더 포함할 수 있다.
상기 회전모듈은, 상기 챔버의 일측에 마련되며, 상기 지지모듈의 외측으로 돌출되어 마련되는 기어부와 연결되어 상기 지지모듈을 회전시키는 회전 구동부; 및 상기 지지모듈이 상기 승강모듈에 대하여 상대회전 가능하도록 상기 지지모듈과 상기 승강모듈에 각각 연결되는 볼 베어링부를 포함할 수 있다.
상기 로딩 유닛은, 상기 지지모듈의 일측에 배치되어 상기 샘플을 가열하는 히터를 더 포함할 수 있다.
상기 로딩 유닛은, 상기 지지모듈의 일측에 배치되어 상기 승강모듈 및 상기 회전모듈에 박막이 형성되는 것을 방지하는 스킨 플레이트를 더 포함할 수 있다.
상기 챔버의 일측에 결합되어 상기 챔버의 내부를 진공상태로 만드는 진공 생성 유닛을 더 포함할 수 있다.
상기 챔버의 일측에 결합되어 상기 챔버의 내부로 가스를 공급하는 가스 공급 유닛을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들은, 서랍식으로 샘플을 슬라이딩 투입하는 동작과 투입된 샘플의 로딩 동작을 연동함으로써, 연구 및 개발을 목적으로 한 실험실 등에서 설치 및 운용이 용이하도록 소형화하면서도, 박막을 형성하기 위한 샘플을 보다 간편하게 챔버의 내부로 투입하고 작업위치로 로딩시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스퍼터링 장치의 사시도이다.
도 2는 도 1의 스퍼터링 장치의 챔버와 서랍식 슬라이딩 투입유닛을 도시한 사시도이다.
도 3은 도 2의 챔버를 측면에서 바라보았을 때의 단면을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 4는 도 2의 챔버를 정면에서 바라보았을 때의 단면을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 5 내지 도 7은 도 3의 서랍식 슬라이딩 투입유닛과 로딩유닛이 연동되어 작동되는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스퍼터링 장치의 사시도이고, 도 2는 도 1의 스퍼터링 장치의 챔버와 서랍식 슬라이딩 투입유닛을 도시한 사시도이며, 도 3은 도 2의 챔버를 측면에서 바라보았을 때의 단면을 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 4는 도 2의 챔버를 정면에서 바라보았을 때의 단면을 개략적으로 도시한 사시도이다.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 스퍼터링 장치(1)는, 챔버(100)와, 스퍼터 건 유닛(200)과, 서랍식 슬라이딩 투입유닛(300)과, 로딩유닛(400)과, 진공 생성 유닛(500)과, 가스 공급 유닛(미도시)과, 전원 공급 유닛(미도시)을 포함한다.
먼저, 챔버(100)는 샘플(미도시)에 박막을 형성시키는 작업이 이루어지는 장소이다.
여기서 샘플(미도시)은 스퍼터링 방식에 의해 박막을 형성하려는 대상을 지칭하는 것이며, 그 형태가 다양하므로 본 발명의 도면에서는 별도로 도시하지 않았으며, 샘플은 후술할 샘플 홀더(311)와 결합되므로 이하에서 샘플은 샘플 홀더(311)의 위치에 배치되는 것으로 간주한다.
본 실시 예에 따른 챔버(100)는, 도 2 내지 도 4에 자세히 도시된 바와 같이, 스퍼터링 장치의 소형화를 위하여 최소한의 공간을 확보하기에 용이한 원기둥 형태로 제작되었으나 본 발명의 권리범위가 이에 한정되지 않으며, 원기둥 형태뿐만 아니라 다른 형태로도 제작될 수 있을 것이다.
이러한 챔버(100)는, 앞에서 설명한 스퍼터링 방식에 의해 샘플에 박막을 형성하기 위하여 챔버 내부에 샘플을 투입하고 진공 상태를 형성한 후 챔버 내에 아르곤(Ar)과 같은 불활성 기체를 주입하게 된다.
챔버(100)는 챔버 본체(110)와 챔버 상부덮개(120)를 포함하는데, 챔버 본체(110)와 챔버 상부덮개(120)는 개폐 가능하도록 힌지로 결합되며, 챔버 본체(110)와 챔버 상부덮개(120)의 접촉면에는 밀봉을 위한 챔버 실링부재(130)가 배치된다.
한편, 스퍼터 건 유닛(200)은 샘플에 박막을 형성시키기 위한 타겟(T)이 구비되며, 타겟(T)으로 전원을 공급하는 역할을 한다.
도 3 및 도 4에 자세히 도시된 바와 같이, 스퍼터 건 유닛(200)은 챔버 상부덮개(120)를 관통하여 결합되며, 챔버(100)의 내부로 돌출된 부분에는 타겟(T)이 배치되고, 챔버(100)의 외부로 돌출된 부분은 전원 공급 유닛(500)과 연결된다.
본 실시 예에서는 스퍼터 건 유닛(200)이 하나만 마련되었으나 본 발명의 권리범위가 이에 한정되지 않으며, 샘플에 두 가지 이상의 물질을 동시에 박막으로 형성하기 위해서 두 개 이상의 스퍼터 건 유닛이 마련될 수도 있을 것이다.
도 3에 자세히 도시된 바와 같이, 스퍼터 건 유닛(200)의 일측에는 셔터(210)가 마련되어 있는데, 셔터(200)는 타겟(T)과 샘플 사이를 선택적으로 차단해 주는 역할을 한다.
한편, 서랍식 슬라이딩 투입유닛(300)은 챔버(100)의 일측에 슬라이딩 이동 가능하게 결합되며, 샘플을 챔버(100)의 내부로 투입시키는 역할을 한다.
도 2 및 도 3에 자세히 도시된 바와 같이, 본 실시 예에서의 서랍식 슬라이딩 투입유닛(300)은 손쉽게 여닫을 수 있도록 챔버(100)에 서랍식으로 결합된다.
이렇게 서랍식 슬라이딩 투입유닛(300)을 마련함으로써, 간단한 슬라이딩 작업만으로 샘플을 챔버의 내부로 투입할 수 있고, 후술할 로딩유닛(400)과 연동하여 챔버 내부로 투입된 샘플을 작업위치로 로딩시킬 수 있게 된다.
즉, 서랍식으로 슬라이딩하는 동작만으로 샘플을 작업위치까지 보다 간편하게 로딩시킬 수 있게 된다.
이러한 서랍식 슬라이딩 투입유닛(300)은, 샘플 거치부(310)와, 도어(320)와, 슬라이딩 가이드(330)와, 뷰포트(viewport, 340)와, 스위치(350)를 포함한다.
샘플 거치부(310)는 샘플을 거치하는 역할을 하고, 챔버(100)의 일측에 형성되는 투입구(140)를 관통하여 챔버(100)의 내외부를 슬라이딩 이동하여 샘플을 이송하며, 샘플 홀더(311)와, 암(arm, 312)과, 암 지지대(314)를 포함한다.
샘플 홀더(311)는 샘플을 잡아주는 역할을 하며, 본 실시 예에서는 웨이퍼 형태의 샘플을 잡아주기 위하여 중앙에 관통공이 형성된 원반의 형태로 제작되었으나 본 발명은 이에 한정되지 않고, 다양한 형태의 샘플에 박막을 형성하기 위해 관통공이 형성되지 않는 원반의 형태 등 샘플의 형태에 맞는 다양한 형태로 제작될 수 있다.
암(312)은 샘플 홀더(311)를 거치하는 역할을 하며, 본 실시 예에서는 샘플 홀더(311)와 걸림결합되도록 반원형태의 거치턱(313)이 형성되었으나 본 발명은 이에 한정되지 않고, 샘플 홀더(311)의 형태가 변형되는 경우에는 변형된 샘플 홀더(311)의 형태에 맞게 다양하게 제작될 수 있다.
암 지지대(314)는 일측이 암(312)과 결합되고 타측이 도어(320)에 결합되어 암(312)이 샘플을 적절한 위치에 위치할 수 있도록 암(312)을 지지하는 역할을 한다.
도어(320)는 샘플 거치부(310)의 일측에 결합되며, 슬라이딩 이동에 의해 투입구(140)를 개폐하는 역할을 한다.
도어(320)와 챔버(100)의 투입구(140)가 접촉되는 면에는 챔버를 진공 상태로 유지시켜 줄 수 있도록 도어 실링부재(321)가 배치되며, 도어(320)의 일측에는 도어(320)를 손쉽게 개폐가능하도록 손잡이(322)가 마련된다.
슬라이딩 가이드(330)는 도어(320)의 일측에 연결되어 도어(320)의 슬라이딩 동작을 가이드하는 역할을 하며, 슬라이딩 샤프트(331)와, 고정 가이드(332)와, 이탈방지부재(333)를 포함한다.
스위치(350)는, 도 2에 자세히 도시된 바와 같이, 도어(320)가 닫혔을 때 슬라이딩 가이드(330)의 이탈방지부재(333)가 접촉할 수 있는 위치에 마련된다.
이렇게 스위치를 마련함으로써 도어(320)의 개폐상황을 판단할 수 있으며, 나아가 후술할 승강모듈(420)의 작동을 연동시켜 샘플을 챔버 내부로 투입하는 동작과 투입된 샘플을 작업위치로 상승시키는 작업을 연동시킬 수 있게 된다.
즉, 샘플을 챔버 내부로 투입하는 동작이 끝났을 때 걸림부재(333)가 스위치(350)에 접촉하여 스위치(350)를 작동시키게 되면 후술할 로딩유닛(400)이 작동하게 되어 투입된 샘플을 작업위치로 상승시킴으로써 샘플의 투입동작과 로딩동작을 연동시킬 수 있게 된다.
뷰포트(340)는 도어(320)의 일측에 마련되며, 뷰포트(340)를 마련함으로써 챔버(100)의 내부를 관찰할 수 있게 된다.
한편, 로딩유닛(400)은, 도 3 및 도 4에 자세히 도시된 바와 같이, 챔버(100)의 일측에 마련되며, 서랍식 슬라이딩 투입유닛(300)에 의해 투입된 샘플을 박막이 형성되는 작업위치로 로딩시키는 역할을 한다.
이러한 로딩유닛(400)은, 지지모듈(410)과, 승강모듈(420)과, 회전모듈(430)과, 히터(440)와, 스킨 플레이트(450)를 포함한다.
지지모듈(410)은 샘플을 지지하는 역할을 하며, 앞에서 설명한 샘플 홀더(311)를 지지함으로써 결국 샘플을 지지하게 된다.
본 실시 예에서는 지지모듈(410)의 내부에 히터(440)를 배치하기 위하여 내부가 빈 원통형으로 제작되었으며, 이에 따라 지지모듈(410)에 샘플 홀더(311)가 고정될 수 있도록 샘플 홀더(311)의 하부에는 지지모듈(410)의 지름보다 작은 원형의 형상을 가지는 고정 돌출부가 형성되었다.
다만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 샘플 홀더(311)와 지지모듈(410)의 형태에 따라 적절한 형태의 고정수단이 마련될 수 있을 것이다.
승강모듈(420)은 지지모듈(410)의 일측에 배치되어 지지모듈(420)을 승강시키는 역할을 한다.
즉, 지지모듈(420)을 상승시킴으로써 박막을 형성하기 위한 작업위치로 샘플을 로딩하는 역할을 하며, 지지모듈(420)을 하강시킴으로써 샘플 거치부(310)의 암(312)에 샘플 홀더(311)를 거치하는 역할을 한다.
이러한 승강모듈(420)은, 승강 베이스(421)와, 승강 구동부(423)와, 밀봉부(425)를 포함한다.
승강 베이스(421)는 챔버(100)의 하부벽체(111)에 형성되는 승강구(150)를 통하여 승강 이동하는데, 도 3 및 도 4에 자세히 도시된 바와 같이, 승강 베이스(421)의 상부에 지지모듈(410)이 배치됨으로써 승강 베이스(421)의 승강에 의해 지지모듈(420)을 승강시킨다.
승강 구동부(423)는 일측은 승강 베이스(421)에 결합되고 타측은 챔버(100)에 결합되어 승강 베이스(423)를 챔버(100)에 대하여 상대이동 가능하게 승강시키는 역할을 한다.
이에 대하여 자세히 설명하면, 도 4에 자세히 도시된 바와 같이, 승강 구동부(423)는 챔버(100)에 결합되는 승강 실린더(423a)와, 승강 실린더(423a)에 결합되어 승강되는 승강판(423b)와, 승강판(423b)과 승강 베이스(421)에 각각 결합되는 승강 샤프트(423c)를 포함한다.
결국, 챔버(100)에 결합되는 승강 실린더(423a)의 동작에 따라 승강판(423b)과 승강 샤프트(423c)가 움직이게 되어 최종적으로 승강 베이스(421)가 승강된다.
밀봉부(425)는 승강 베이스(421)의 일측에 마련되며, 승강 베이스(421)의 상승에 의해 승강구(120)를 밀봉시키는 역할을 하며, 걸림턱(425a)과, 오링(O-ring, 425b)을 포함한다.
걸림턱(425a)은, 도 3 및 도 4에 자세히 도시된 바와 같이, 승강구(120)의 면적보다 넓게 형성되어 챔버(100)의 일측에 걸림 결합되도록 승강 베이스(421)의 외측으로 돌출되어 마련되며, 걸림턱(425a)의 일측에는 오링(O-ring, 425b)이 마련되어 챔버(100)와 걸림턱(425a) 사이를 밀봉하게 된다.
회전모듈(430)은 샘플에 박막이 고르게 형성될 수 있도록, 지지모듈(420)의 일측에 배치되어 지지모듈(420)을 회전시키는 역할을 하며, 회전 구동부(431)와, 볼 베어링부(433)를 포함한다.
회전 구동부(431)는 챔버(100)의 일측에 마련되며, 지지모듈(410)의 외측으로 돌출되어 마련되는 기어부(411)와 연결되어 지지모듈(410)을 회전시키는 역할을 하고, 기어부(411)와 연결되는 회전기어(431a)와 회전기어(431a)를 회전시키는 회전모터(431b)를 포함한다.
볼 베어링부(433)는 지지모듈(410)이 승강모듈(420)에 대하여 상대회전 가능하도록 지지모듈(410)과 승강모듈(420)의 승강 베이스(421)에 각각 연결된다.
히터(440)는 지지모듈(420)의 일측에 배치되어 샘플을 가열하는 역할을 하며, 본 실시 예에서는 지지모듈(410)이 내부가 빈 원통형으로 제작되었으며 지지모듈(410)의 내부에 히터(440)가 배치되었으나 본 발명은 이에 한정되지 않고, 지지모듈(420)의 형태에 따라 샘플을 가열하기에 적절한 위치에 마련될 수 있을 것이다.
스킨 플레이트(450)는 지지모듈(420)의 일측에 배치되어 승강모듈(420) 및 회전모듈(430)에 박막이 형성되는 것을 방지하는 역할을 하며, 본 실시 예에서는 도 3 및 도 4에 자세히 도시된 바와 같이, 스킨 플레이트(450)의 하부로 돌출되는 핀이 형성되며, 지지모듈(420)에는 이에 대응되는 홈이 마련되어 결합된다.
이렇게 간단한 핀과 홈의 결합으로 스킨 플레이트(450)를 설치함으로써 승강모듈(420) 및 회전모듈(430)을 가리게 되어 박막이 형성되는 것을 방지할 수 있고, 스킨 플레이트(450)에 박막이 형성된 후에 새로운 스킨 플레이트(450)로 간단하게 교체할 수 있게 된다.
한편, 진공 생성 유닛(500)은 챔버(100)의 일측에 결합되어 챔버(100)의 내부를 진공상태로 만드는 역할을 하고, 가스 공급 유닛(미도시)은 챔버(100)의 일측에 결합되어 챔버(100)의 내부로 가스를 공급하는 역할을 하며, 전원 공급 유닛(미도시)은 스퍼터 건 유닛(200)과 연결되어 타겟으로 전원을 공급하는 역할을 한다.
도 5 내지 도 7은 도 3의 서랍식 슬라이딩 투입유닛과 로딩유닛이 연동되어 작동되는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
이하에서는, 도 5 내지 도 7을 참조하여, 서랍식 슬라이딩 투입유닛과 로딩유닛이 연동되어 작동되는 과정을 설명한다.
먼저, 도 5에 자세히 도시된 바와 같이, 서랍식 슬라이딩 투입유닛(300)이 챔버(100)의 외부로 돌출되어 있는 상태에서는 로딩유닛(400)의 승강 베이스(421)와 지지모듈(410)이 하강한 상태이다.
이 상태에서 샘플 거치부(310)의 암(312)에 샘플과 결합된 샘플 홀더(311)를 거치시키고 서랍식 슬라이딩 투입유닛(300)의 도어(320)를 밀어넣으면 샘플을 챔버(100)의 내부로 투입하게 된다.
다음으로, 도 6에 자세히 도시된 바와 같이, 서랍식 슬라이딩 투입유닛(300)이 챔버(100)의 내부로 슬라이딩 이동하여 도어(320)와 챔버(100)가 접촉하게 되면, 챔버(100)의 투입구(140)가 닫히고 샘플과 결합된 샘플 홀더(311)가 지지모듈(410)의 상부에 위치하게 된다.
이때 슬라이딩 가이드(330)의 이탈방지부재(333, 도 2 참조)가 스위치(350, 도 2 참조)와 접촉하여 스위치(350, 도 2 참조)를 작동시키면 로딩유닛(400)의 승강모듈(420)이 연동되어 작동하면서 지지모듈(410)을 상승시키게 된다.
본 실시 예에서는 스위치(350)의 작동에 의해 승강모듈(420)이 자동으로 연동될 수 있지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 서랍식 슬라이딩 투입유닛(300)과 로딩유닛(400)의 승강모듈(420)이 자동으로 연동되지 않고 별도의 제어에 의해 각각 작동되게 조작할 수도 있을 것이다.
다음으로, 도 7에 자세히 도시된 바와 같이, 로딩유닛(400)의 승강모듈(420)이 작동하여 지지모듈(410)을 상승시키면, 지지모듈(410)이 상승하면서 암(312)에 거치된 샘플 홀더(311)와 접촉하여 샘플 홀더(311)를 지지하고 암(312)으로부터 분리시키고, 샘플 홀더(311)를 계속 상승시켜서 샘플이 작업위치에 로딩되면 상승을 멈추게 된다.
이후에 박막이 형성된 샘플을 챔버의 외부로 인출하는 동작은 상기 동작의 역순으로 이루어진다.
이와 같이, 본 실시 예에 따르면, 서랍식으로 샘플을 슬라이딩 투입하는 동작과 투입된 샘플의 로딩 동작을 연동함으로써, 연구 및 개발을 목적으로 한 실험실 등에서 설치 및 운용이 용이하도록 소형화하면서도, 박막을 형성하기 위한 샘플을 보다 간편하게 챔버의 내부로 투입하고 작업위치로 로딩시킬 수 있게 된다.
이와 같이 본 발명은 기재된 실시 예에 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 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
100 : 챔버 140 : 투입구
150 : 승강구 200 : 스퍼터 건 유닛
300 : 서랍식 슬라이딩 투입 유닛 310 : 샘플 거치부
311 : 샘플 홀더 312 : 암
314 : 암 지지대 320 : 도어
330 : 슬라이딩 가이드 340 : 뷰포트
400 : 로딩유닛 410 : 지지모듈
411 : 기어부 420 : 승강모듈
421 : 승강 베이스 423 : 승강 구동부
425 : 밀봉부 430 : 회전모듈
431 : 회전 구동부 433 : 볼 베어링부
440 : 히터 450 : 스킨 플레이트
500 : 진공 생성 유닛

Claims (16)

  1. 샘플에 박막을 형성시키는 작업이 이루어지는 챔버;
    상기 샘플에 박막을 형성시키기 위한 타겟이 구비되며, 상기 챔버의 일측에 결합되는 스퍼터 건 유닛;
    상기 챔버의 일측에 슬라이딩 이동 가능하게 결합되며, 상기 샘플을 챔버의 내부로 투입시키는 슬라이딩 투입유닛; 및
    상기 챔버의 일측에 마련되며, 상기 슬라이딩 투입유닛에 의해 투입된 샘플을 상기 샘플에 박막이 형성되는 작업위치로 로딩시키는 로딩유닛을 포함하며,
    상기 슬라이딩 투입유닛은 상기 챔버에 서랍식으로 결합되는 서랍식 슬라이딩 투입유닛이고,
    상기 서랍식 슬라이딩 투입유닛은,
    상기 샘플이 거치되며, 상기 챔버의 일측에 형성되는 투입구를 관통하여 상기 챔버의 내외부를 슬라이딩 이동하는 샘플 거치부;
    상기 샘플 거치부의 일측에 결합되며, 슬라이딩 이동에 의해 상기 투입구를 개폐하는 도어;
    상기 도어의 일측에 연결되어 상기 도어의 슬라이딩 동작을 가이드하는 슬라이딩 가이드; 및
    상기 도어가 닫혔을 때 상기 슬라이딩 가이드에 접촉할 수 있는 위치에 마련되어 상기 도어가 닫혔을 때 상기 로딩유닛을 작동시키는 스위치를 포함하며,
    상기 슬라이딩 가이드는,
    상기 챔버에 지지되는 고정 가이드;
    상기 고정 가이드에 슬라이딩 이동가능하게 연결되는 슬라이딩 샤프트; 및
    상기 슬라이딩 샤프트에 결합되고, 상기 슬라이딩 샤프트의 이동에 따라 스위치에 접촉 및 접촉해제되는 이탈방지부재를 포함하는 스퍼터링 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 샘플 거치부는,
    상기 샘플을 잡아주는 샘플 홀더;
    상기 샘플 홀더가 거치되는 반원형태의 거치턱이 형성되는 암(arm); 및
    일측은 상기 암과 결합되고 타측은 상기 도어에 결합되는 암 지지대를 포함하는 스퍼터링 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 서랍식 슬라이딩 투입유닛은,
    상기 도어의 일측에 마련되며, 상기 챔버의 내부를 관찰할 수 있는 뷰포트(viewport)를 더 포함하는 스퍼터링 장치.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 로딩유닛은,
    상기 샘플을 지지하는 지지모듈; 및
    상기 지지모듈의 일측에 배치되어 상기 지지모듈을 승강시키는 승강모듈을 포함하는 스퍼터링 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 승강모듈은,
    상기 챔버의 일측에 형성되는 승강구를 통하여 승강 이동하는 승강 베이스; 및
    일측은 상기 승강 베이스에 결합되고 타측은 상기 챔버에 결합되어 상기 승강 베이스를 상기 챔버에 대하여 상대이동 가능하게 승강시키는 승강 구동부를 포함하는 스퍼터링 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 승강모듈은,
    상기 승강 베이스의 일측에 마련되며, 상기 승강 베이스의 상승에 의해 상기 승강구를 밀봉시키는 밀봉부를 더 포함하는 스퍼터링 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 밀봉부는,
    상기 승강 베이스의 외측으로 돌출되어 마련되되, 상기 승강구의 면적보다 넓게 형성되어 상기 챔버의 일측에 걸림 결합되는 걸림턱; 및
    상기 걸림턱의 일측에 마련되는 오링(O-ring)을 포함하는 스퍼터링 장치.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 로딩 유닛은,
    상기 샘플에 박막이 고르게 형성될 수 있도록, 상기 지지모듈의 일측에 배치되어 상기 지지모듈을 회전시키는 회전모듈을 더 포함하는 스퍼터링 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 회전모듈은,
    상기 챔버의 일측에 마련되며, 상기 지지모듈의 외측으로 돌출되어 마련되는 기어부와 연결되어 상기 지지모듈을 회전시키는 회전 구동부; 및
    상기 지지모듈이 상기 승강모듈에 대하여 상대회전 가능하도록 상기 지지모듈과 상기 승강모듈에 각각 연결되는 볼 베어링부를 포함하는 스퍼터링 장치.
  13. 제7항에 있어서,
    상기 로딩 유닛은,
    상기 지지모듈의 일측에 배치되어 상기 샘플을 가열하는 히터를 더 포함하는 스퍼터링 장치.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 로딩 유닛은,
    상기 지지모듈의 일측에 배치되어 상기 승강모듈 및 상기 회전모듈에 박막이 형성되는 것을 방지하는 스킨 플레이트를 더 포함하는 스퍼터링 장치.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 챔버의 일측에 결합되어 상기 챔버의 내부를 진공상태로 만드는 진공 생성 유닛을 더 포함하는 스퍼터링 장치.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 챔버의 일측에 결합되어 상기 챔버의 내부로 가스를 공급하는 가스 공급 유닛을 더 포함하는 스퍼터링 장치.


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