KR101780945B1 - In-line sputtering system - Google Patents

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KR101780945B1
KR101780945B1 KR1020160031271A KR20160031271A KR101780945B1 KR 101780945 B1 KR101780945 B1 KR 101780945B1 KR 1020160031271 A KR1020160031271 A KR 1020160031271A KR 20160031271 A KR20160031271 A KR 20160031271A KR 101780945 B1 KR101780945 B1 KR 101780945B1
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KR1020160031271A
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박지훈
신상호
이승환
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주식회사 에스에프에이
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Abstract

An in-line sputtering system is disclosed. According to the present invention, the in-line sputtering system comprises: a process chamber where a deposition process of a substrate is performed, having a plurality of sputtering cathodes; a carrier unit transferring the substrate while passing through the process chamber; and a substrate rotation unit rotating the substrate to enable the substrate to be moved with relative to the sputtering cathode inside the process chamber while being supported by the carrier unit. The present invention improves space utilization and reduces installation costs of equipment.

Description

인라인 스퍼터링 시스템{In-line sputtering system}In-line sputtering system [0002]

본 발명은, 인라인 스퍼터링 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 층간(layer by layer) 증착이 가능한 인라인 스퍼터링 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an in-line sputtering system, and more particularly, to an in-line sputtering system capable of layer-by-layer deposition.

액정표시장치(Liquid Crystal Display, LCD), 플라즈마 디스플레이장치(Plasma Display Panel, PDP) 및 유기발광다이오드 디스플레이장치(Organic Light Emitting Diode Display, OLED) 등의 디스플레이나 반도체는 박막 증착(Deposition), 식각(Etching) 등의 다양한 공정을 거쳐 제품으로 출시된다.2. Description of the Related Art Displays and semiconductors such as a liquid crystal display (LCD), a plasma display panel (PDP), and an organic light emitting diode display (OLED) Etching) and various other processes.

다양한 공정 중에서 특히 박막 증착 공정은, 증착의 중요한 원칙에 따라 크게 두 가지로 나뉜다.Among various processes, the thin film deposition process is largely divided into two according to the important principle of the deposition.

하나는 화학적 기상 증착(Chemical Vapor deposition, CVD)이고, 다른 하나는 물리적 기상 증착(Physical Vapor Deposition, PVD)이며, 이들은 현재 공정의 특성에 맞게 널리 사용되고 있다.One is Chemical Vapor Deposition (CVD), and the other is Physical Vapor Deposition (PVD), which is widely used in accordance with current process characteristics.

화학적 기상 증착은, 외부의 고주파 전원에 의해 플라즈마(Plasma)화 되어 높은 에너지를 갖는 실리콘계 화합물 이온(ion)이 전극을 통해 샤워헤드로부터 분출되어 기판 상에 증착되도록 하는 방식이다.The chemical vapor deposition is a method of plasma-forming by an external high-frequency power source so that silicon compound ions having high energy are ejected from the showerhead through the electrode and deposited on the substrate.

이에 반해, 스퍼터링(sputtering) 장치로 대변될 수 있는 물리적 기상 증착은, 플라즈마 내의 이온에 충분한 에너지를 걸어주어 타겟(target)에 충돌되도록 한 후에 타겟으로부터 튀어나오는, 즉 스퍼터되는 타겟 원자가 기판 상에 증착되도록 하는 방식이다.In contrast, physical vapor deposition, which can be represented by a sputtering apparatus, is a method in which enough energy is applied to ions in a plasma to collide with a target, and thereafter the sputtered target atoms are deposited on the substrate .

물론, 물리적 기상 증착에는 전술한 스퍼터(Sputter) 방식 외에도 이-빔(E-Beam), 이베퍼레이션(Evaporation), 서멀 이베퍼레이션(Thermal Evaporation) 등의 방식이 있기는 하지만, 이하에서는 스퍼터링 방식의 스퍼터링 장치를 물리적 기상 증착이라 하기로 한다.Of course, in addition to the above-described sputtering method, physical vapor deposition may be performed by a method such as E-Beam, Evaporation, Thermal Evaporation, etc. Hereinafter, a sputtering method Will be referred to as physical vapor deposition.

종래 스퍼터링 장치의 캐소드는 평면 형태의 캐소드가 주를 이루었으나, 최근에 들어서는 캐소드가 회전축을 기준으로 360도 회전 가능한 회전형 캐소드가 개발되어 사용이 점차 증가하고 있다.Conventionally, a cathode of a sputtering apparatus is mainly composed of a cathode in a planar shape. However, recently, a rotatable cathode in which a cathode is rotated 360 degrees with respect to a rotation axis has been developed and its use is gradually increasing.

이러한 종래의 회전형 캐소드는, 장치 조절의 용이성, 고증착율, 낮은 제조단가, 방출 전자 제한, 내화 금속 및 화합물에의 적용 가능성 등의 다양한 장점으로 인해 특히, 액정표시장치(LCD), 플라즈마 디스플레이장치(PDP) 및 유기발광다이오드 디스플레이장치(OLED) 등의 디스플레이 제조에 폭넓게 사용되고 있다.Such conventional rotatable cathodes are particularly suitable for use in liquid crystal displays (LCDs), plasma display devices (PDPs), plasma display panels (PDPs) and the like, due to their various advantages such as ease of device control, high deposition rates, (PDP) and organic light emitting diode display devices (OLED).

한편, 스퍼터링 장치는 크게 배치 타입(batch type)과 인라인 방식(in line type)으로 구분된다. On the other hand, the sputtering apparatus is divided into a batch type and an inline type.

배치 타입 스퍼터링 장치는 기판 이동용 로봇핸드를 통해 챔버에 기판을 투입하며, 챔버에서 증착이 완료된 후 다시 기판 이동용 로봇핸드를 통해 기판을 회수하는 방식이다. 이러한 배치 타입은 기판의 투입 및 회수 시마다 챔버를 개방해야하고, 그에 따라 챔버 내부에 진공분위기를 형성하는 펌핑(pumping)작업과 진공분위기를 파기하는 벤팅(venting)작업이 반복적으로 수행되므로 실질적인 증착공정이 수행되는 시간보다 증착공정을 준비하는 시간이 많아 장비 가동룔이 낮은 문제점이 있다.In the batch type sputtering apparatus, a substrate is loaded into a chamber through a robot hand for moving a substrate, and after the deposition in the chamber is completed, the substrate is recovered through a robot hand for substrate transfer. Such a batch type requires that the chamber be opened every time the substrate is loaded and recovered, thereby pumping to form a vacuum atmosphere inside the chamber and venting to break the vacuum atmosphere are repeatedly performed, There is a problem in that the time required for preparation of the deposition process is longer than the time required for performing the process, resulting in low equipment operation.

또한, 배치 타입 스퍼터링 장치의 챔버에는 챔버의 내부로 투입된 기판을 파지하는 기판 파지부가 마련되는데, 이러한 기판 파지부는 기계적으로 기판을 파지하는 방식이므로 기판 파지부가 파지한 기판 부위는 증착이 이루어지지 않아 기판의 전면적에 증착이 이루어지지 않는 문제점이 있다.The chamber of the batch-type sputtering apparatus is provided with a substrate holding section for holding a substrate inserted into the chamber. Since the substrate holding section mechanically grasps the substrate, the substrate holding section of the substrate holding section is not vapor- There is a problem that deposition is not performed on the entire surface of the substrate.

한편 인라인 스퍼터링 시스템은, 기판이 통과하는 다수개의 챔버를 연속적으로 배치하고 기판을 챔버들 내부로 이송시키며 증착을 수행하는 방식이다. 이러한 인라인 스퍼터링 시스템은, 다수개의 기판들을 연속적으로 이송시키며 증착 공정을 수행할 수 있어 생산성이 높은 장점이 있다.Meanwhile, an in-line sputtering system is a system in which a plurality of chambers through which a substrate passes are successively arranged and a substrate is transferred into chambers and deposition is performed. Such an inline sputtering system is advantageous in productivity because a plurality of substrates can be continuously transferred and a deposition process can be performed.

그런데 다층 구조의 박막을 형성하는 층간(layer-by-layer) 증착을 인라인 방식으로 수행하는 경우, 인라인 스퍼터링 시스템의 설비 길이가 길어지는 문제점이 있다. 즉 종래에 인라인 방식으로 다층 구조의 박막을 형성하는 경우, 각각의 층을 형성하는 증착공간을 기판의 이송라인을 따라 선형적으로 배치하여야 하므로, 장치의 풋프린트(footprint)가 커지고 장비의 설치비용도 증가한다.However, when layer-by-layer deposition for forming a multi-layered thin film is performed in an in-line system, there is a problem in that the length of the inline sputtering system is increased. That is, in the case of forming a thin film having a multilayer structure conventionally in an in-line manner, since the deposition space for forming each layer must be arranged linearly along the transfer line of the substrate, the footprint of the apparatus becomes large, .

따라서 층간(layer-by-layer) 증착의 경우에는 배치 타입 스퍼터링 장치가 많이 이용되고 있는 추세이지만, 상술한 바와 같이 배치 타입 스퍼터링 장치는 장비 가동룔이 낮아 대량 생산에는 적합하지 않은 문제점이 있다.Therefore, in the case of layer-by-layer deposition, a batch-type sputtering apparatus has been widely used. However, as described above, the batch-type sputtering apparatus has a problem in that it is not suitable for mass production due to low equipment operation.

대한민국 공개특허공보 제10-2006-0111896호, (2012.10.16.)Korean Patent Publication No. 10-2006-0111896, (October 16, 2012)

따라서 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 인라인 방식으로 층간(layer-by-layer) 증착을 수행하여 생산성을 높이면서도 설비의 풋프린트(footprint)를 줄여 공간활용도를 높이고 장비의 설치비용을 줄일 수 있는 인라인 스퍼터링 시스템을 제공하는 것이다.Therefore, a problem to be solved by the present invention is to improve the productivity by performing layer-by-layer deposition in an in-line manner, while reducing the footprint of the equipment, In-line sputtering system.

본 발명의 일 측면에 따르면, 기판에 대한 증착공정이 수행되며, 다수개의 스퍼터링 캐소드(cathode)들이 마련되는 공정 챔버; 상기 공정 챔버를 통과하며, 상기 기판을 이송하는 캐리어유닛; 및 상기 캐리어유닛에 지지되며, 상기 공정 챔버의 내부에서 상기 기판이 상기 스퍼터링 캐소드에 대하여 상대이동 되도록 상기 기판을 회전시키는 기판 회전유닛을 포함하는 인라인 스퍼터링 시스템이 제공될 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a process chamber for performing a deposition process on a substrate, the process chamber having a plurality of sputtering cathodes; A carrier unit for passing the substrate through the process chamber; And a substrate rotating unit supported on the carrier unit and rotating the substrate such that the substrate is moved relative to the sputtering cathode within the processing chamber.

상기 기판 회전유닛은, 상기 캐리어유닛에 회전가능하게 연결되는 회전모듈; 및 상기 회전모듈에 지지되며, 상기 기판을 척킹하는 척킹모듈을 포함할 수 있다.The substrate rotating unit includes: a rotation module rotatably connected to the carrier unit; And a chucking module supported by the rotation module and chucking the substrate.

상기 회전모듈은, 상기 캐리어유닛의 주행방향을 회전 축심으로 하여 회전될 수 있다.The rotation module may be rotated with the traveling direction of the carrier unit as a rotation axis.

상기 회전모듈은, 상기 캐리어유닛에 연결되며, 회전 중심이 되는 허브부; 및 상기 허브부에서 돌출되어 마련되며, 상기 척킹모듈이 결합되는 아암부를 포함할 수 있다.The rotation module includes: a hub unit connected to the carrier unit and serving as a center of rotation; And an arm portion protruding from the hub portion and coupled to the chucking module.

상기 아암부는 다수개로 마련되며, 상기 다수개의 아암부들은 상기 허브부의 회전 중심을 기준으로 방사상으로 배치될 수 있다.The arm portions may be provided in a plurality of positions, and the plurality of arm portions may be arranged radially with respect to the center of rotation of the hub portion.

상기 다수개의 아암부들은, 상기 허브부의 회전 중심을 기준으로 등각도 간격으로 배치될 수 있다.The plurality of arm portions may be disposed at regular angular intervals with respect to the center of rotation of the hub portion.

상기 척킹모듈은, 상기 회전모듈에 지지되는 다수개의 척킹부들을 포함하며, 상기 다수개의 척킹부들은 상기 회전모듈의 회전 중심을 기준으로 방사상으로 배치될 수 있다.The chucking module may include a plurality of chucking portions supported by the rotation module, and the plurality of chucking portions may be disposed radially with respect to a rotation center of the rotation module.

상기 다수개의 척킹부들은, 상기 회전모듈의 회전 중심을 기준으로 등각도 간격으로 배치될 수 있다.The plurality of chucking portions may be disposed at equal angular intervals with respect to the rotation center of the rotation module.

상기 척킹부는, 상기 기판을 척킹하는 척킹부 본체; 및 상기 척킹부 본체에 착탈가능하게 결합되며, 상기 기판과 상기 척킹부 본체 사이에 배치되는 척킹부용 실드부를 포함할 수 있다.The chucking portion may include: a chucking portion main body chucking the substrate; And a shield portion detachably coupled to the chucking portion main body and disposed between the substrate and the chucking portion main body.

상기 척킹부 본체는 정전척(electrostatic chuck)을 포함할 수 있다.The chucking portion main body may include an electrostatic chuck.

상기 다수개의 스퍼터링 캐소드들은 상기 캐리어유닛의 주행방향을 중심으로 하여 방사상으로 이격되어 배치될 수 있다.The plurality of sputtering cathodes may be disposed radially spaced about the running direction of the carrier unit.

상기 다수개의 스퍼터링 캐소드들은 서로 다른 증착물질을 방출할 수 있다.The plurality of sputtering cathodes may emit different deposition materials.

상기 공정 챔버는, 상기 공정 챔버의 내부에 마련되며, 상기 캐리어유닛을 지지하고 상기 캐리어유닛의 주행을 안내하는 캐리어유닛용 가이드부를 포함할 수 있다.The process chamber may include a guide unit for the carrier unit which is provided inside the process chamber and supports the carrier unit and guides the running of the carrier unit.

상기 캐리어유닛은, 상기 공정 챔버에 지지되는 캐리어유닛 프레임부; 및 상기 캐리어유닛 프레임부에 지지되며, 상기 기판 회전유닛에 연결되어 상기 기판 회전유닛을 회전시키는 회전 구동부를 포함할 수 있다.The carrier unit comprising: a carrier unit frame portion supported by the process chamber; And a rotation driving unit supported by the carrier unit frame unit and connected to the substrate rotation unit to rotate the substrate rotation unit.

본 발명의 실시예들은, 공정 챔버를 통과하며 기판을 이송하는 캐리어유닛과 공정 챔버의 내부에서 기판이 스퍼터링 캐소드에 대하여 상대이동되도록 기판을 회전시키는 기판 회전유닛을 구비함으로써, 인라인 방식으로 층간(layer-by-layer) 증착을 수행하여 생산성을 높이는 동시에 설비의 풋프린트(footprint)를 줄여 공간활용도를 높이고 장비의 설치비용을 줄일 수 있는 이점이 있다.Embodiments of the present invention include a carrier unit for passing a substrate through a process chamber and a substrate rotating unit for rotating the substrate such that the substrate is moved relative to the sputtering cathode within the process chamber, -by-layer deposition to increase productivity while reducing the footprint of the facility, thereby increasing space utilization and reducing equipment installation costs.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인라인 스퍼터링 시스템이 도시된 도면이다.
도 2는 도 1의 챔버들을 통과하며 기판을 이송하는 캐리어유닛이 도시된 평면도이다.
도 3은 도 2의 캐리어유닛의 측면도이다.
도 4는 도 3의 기판 회전유닛이 도시된 사시도이다.
도 5는 도 4의 측면도이다
도 6은 도 3의 분해사시도이다.
도 7은 도 1의 내부에 캐리어유닛이 배치된 공정 챔버가 도시된 도면이다.
도 8은 도 1의 인라인 스퍼터링 시스템에 의해 형성된 다층 구종의 박막이 도시된 도면이다.
도 9는 도 7의 인라인 스퍼터링 시스템의 동작상태도이다.1 is a diagram illustrating an in-line sputtering system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view of a carrier unit that passes through the chambers of FIG. 1 and transports the substrate.
3 is a side view of the carrier unit of Fig.
Fig. 4 is a perspective view showing the substrate rotating unit of Fig. 3;
Figure 5 is a side view of Figure 4
FIG. 6 is an exploded perspective view of FIG. 3. FIG.
Fig. 7 is a view showing a process chamber in which the carrier unit is disposed in the interior of Fig. 1;
8 is a view showing a thin film of a multilayer type formed by the inline sputtering system of FIG.
9 is an operational state diagram of the in-line sputtering system of Fig.

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.In order to fully understand the present invention, operational advantages of the present invention, and objects achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings and the accompanying drawings which illustrate preferred embodiments of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the preferred embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings. In the following description, well-known functions or constructions are not described in order to avoid unnecessary obscuration of the present invention.

이하에서 설명될 기판이란, 액정표시장치(LCD), 플라즈마 디스플레이장치(PDP) 및 유기발광다이오드 디스플레이장치(OLED) 등의 디스플레이용 기판이거나 태양전지용 기판, 혹은 반도체 웨이퍼 기판일 수 있으며, 이하에서는 별도의 구분 없이 기판이라는 용어로 통일하도록 한다.The substrate to be described below may be a display substrate such as a liquid crystal display (LCD), a plasma display device (PDP) and an organic light emitting diode display device (OLED), a solar cell substrate, or a semiconductor wafer substrate. The term " substrate "

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인라인 스퍼터링 시스템이 도시된 도면이고, 도 2는 도 1의 챔버들을 통과하며 기판을 이송하는 캐리어유닛이 도시된 평면도이며, 도 3은 도 2의 캐리어유닛의 측면도이고, 도 4는 도 3의 기판 회전유닛이 도시된 사시도이며, 도 5는 도 4의 측면도이고, 도 6은 도 4의 척킹부가 도시된 사시도이며, 도 7은 도 1의 내부에 캐리어유닛이 배치된 공정 챔버가 도시된 도면이고, 도 8은 도 1의 인라인 스퍼터링 시스템에 의해 형성된 다층 구종의 박막이 도시된 도면이다. 도 6에서는 설명의 편의를 위해 척킹부를 하나만 도시하여였다.2 is a plan view showing a carrier unit for transporting a substrate through the chambers of FIG. 1, FIG. 3 is a cross-sectional view of the carrier unit of FIG. 2, Fig. 5 is a side view of Fig. 4, Fig. 6 is a perspective view of the chucking portion of Fig. 4, Fig. 7 is a side view of the carrier rotating unit of Fig. FIG. 8 is a view showing a thin film of a multilayer type formed by the in-line sputtering system of FIG. 1; FIG. In FIG. 6, only one chucking portion is shown for convenience of explanation.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 인라인 스퍼터링 시스템은, 로드락 챔버(load lock chamber, LC)와, 히팅 챔버(heating chamber, HC)와, 공정 챔버(process chamber, PC)와, 쿨링 챔버(cooling chamber, CC)와, 언로드락 챔버(un-load lock chamber, UC)와, 상술한 챔버들(LC, HC, PC, CC, UC)을 통과하며 기판(S)을 이송하는 캐리어유닛(110)과, 캐리어유닛(110)에 지지되며 공정 챔버(PC)의 내부에서 기판(S)을 회전시키는 기판 회전유닛(120)을 포함한다.1, an in-line sputtering system according to an embodiment of the present invention includes a load lock chamber (LC), a heating chamber (HC), a process chamber HC, PC, CC, and UC, and a substrate S, as shown in FIG. 1 (a), a cooling chamber CC, an un-load lock chamber UC, And a substrate rotating unit 120 which is supported by the carrier unit 110 and rotates the substrate S inside the process chamber PC.

로드락 챔버(LC) 및 언로드락 챔버(UC)에서는 대기압과 진공 간의 전환이 수행된다. 로드락 챔버(LC)는 기판(S)을 캐리어유닛(110)에 로딩하는 로딩 스테이션(150)에 연결되며, 언로드락 챔버(UC)는 기판(S)을 캐리어유닛(110)에서 언로딩하는 언로딩 스테이션(160)에 연결된다.In the load lock chamber LC and the unload lock chamber UC, switching between atmospheric pressure and vacuum is performed. The load lock chamber LC is connected to a loading station 150 which loads the substrate S into the carrier unit 110 and the unload lock chamber UC is used to unload the substrate S from the carrier unit 110 And is connected to the unloading station 160.

히팅 챔버(HC)는, 로드락 챔버(LC)에 접하게 마련되며, 기판(S)을 가열하여 기판(S)에 묻은 이물질(특히 수분)을 제거하고 기판(S)의 온도를 스퍼터링 공정에 필요한 온도로 높여주는 역할을 수행한다.The heating chamber HC is provided in contact with the load lock chamber LC to heat the substrate S to remove foreign matter (particularly moisture) adhering to the substrate S and to change the temperature of the substrate S to a temperature necessary for the sputtering process And the temperature is increased.

로드락 챔버(LC)와 히팅 챔버(HC) 사이에는 게이트 밸브(GV)가 마련되며, 게이트 밸브(GV)의 개폐를 통해 로드락 챔버(LC)와 히팅 챔버(HC)가 독립적으로 동작되도록 한다. 또한 게이트 밸브(GV)의 개방에 의해 캐리어유닛(110)이 로드락 챔버(LC)에서 히팅 챔버(HC)로 이동될 수 있다. 이러한 게이트 밸브(GV)는 히팅 챔버(HC)와 공정 챔버(PC)의 사이와, 공정 챔버(PC)와 쿨링 챔버(CC)의 사이와, 쿨링 챔버(CC)와 언로드락 챔버(UC)의 사이에도 마찬가지로 배치된다.A gate valve GV is provided between the load lock chamber LC and the heating chamber HC so that the load lock chamber LC and the heating chamber HC are independently operated by opening and closing the gate valve GV . The opening of the gate valve GV allows the carrier unit 110 to be moved from the load lock chamber LC to the heating chamber HC. The gate valve GV is disposed between the heating chamber HC and the process chamber PC and between the process chamber PC and the cooling chamber CC and between the cooling chamber CC and the unloading chamber UC Respectively.

쿨링 챔버(CC)는, 공정 챔버(PC)에 연결되며 공정 챔버(PC)를 통과한 기판(S)을 냉각한다. The cooling chamber CC is connected to the process chamber PC and cools the substrate S passing through the process chamber PC.

공정 챔버(PC)에서는 기판(S)에 대한 증착 공정이 수행된다. 공정 챔버(PC)는 증착 공정 시 그 내부를 밀폐하며 내부에 진공 분위기를 형성한다. 즉 상술한 게이트 밸브(GV)에 의해 공정 챔버(PC)의 내부가 밀폐되며 공정 챔버(PC)에 연결된 진공 펌프(미도시)의 펌핑에 의해 공정 챔버(PC)의 내부에 진공분위기가 형성된다.In the process chamber PC, a deposition process for the substrate S is performed. The process chamber (PC) seals the inside of the deposition process and forms a vacuum atmosphere inside. That is, the inside of the process chamber PC is sealed by the above-described gate valve GV and a vacuum atmosphere is formed inside the process chamber PC by pumping a vacuum pump (not shown) connected to the process chamber PC .

공정 챔버(PC)에는 다수개의 스퍼터링 캐소드(cathode, P1, P2)들이 마련된다. 스퍼터링 캐소드(P1, P2)는, 기판(S)을 향하여 증착물질(미도시)을 제공하는 타겟(T)과, 타겟(T)이 외벽에 마련되는 캐소드 백킹튜브(미도시)와, 캐소드 백킹튜브(미도시)의 내부에 마련되어 자기장을 발생시키는 마그네트(미도시)를 포함한다.A plurality of sputtering cathodes (cathodes, P1, P2) are provided in the process chamber PC. The sputtering cathodes P1 and P2 include a target T for providing an evaporation material (not shown) toward the substrate S, a cathode backing tube (not shown) where the target T is provided on the outer wall, And a magnet (not shown) provided inside the tube (not shown) to generate a magnetic field.

본 실시예에서 타겟(T)과 캐소드 백킹튜브(미도시) 및 마그네트(미도시)을 포함하는 스퍼터링 캐소드(P1, P2) 영역이 음극(cathode)을 형성하고, 기판(S) 영역이 양극(anode)을 형성한다. 이처럼, 타겟(T)에 음극(cathode)이 형성되면 타겟(T)은 하부 영역에 위치한 기판(S)을 향해 증착 물질을 제공한다.In this embodiment, the regions of the sputtering cathodes P1 and P2 including the target T, the cathode backing tube (not shown) and the magnet (not shown) form the cathode, and the region of the substrate S is the anode anode. Thus, when a cathode is formed on the target T, the target T provides a deposition material toward the substrate S located in the lower region.

또한 도 7에 자세히 도시된 바와 같이 본 실시예의 스퍼터링 캐소드(P1, P2)는, 타겟(T)으로부터 방출되는 증착물질(미도시)이 기판(S)방향으로 스퍼터링되도록 타겟(T)의 길이방향을 따라 타겟(T)에 인접하게 마련된 타겟용 쉴드부(Y)를 더 포함한다. 이러한 타겟용 쉴드부(Y)는 타겟(T)으로부터 스퍼터링되는 증착물질(미도시)이 기판(S) 방향이 아닌 다른 방향으로 이동되는 것을 저지한다.7, the sputtering cathodes P1 and P2 of the present embodiment are formed so that the deposition material (not shown) emitted from the target T is sputtered toward the substrate S, (Y) provided for the target adjacent to the target (T). The shielding portion Y for the target prevents the evaporation material (not shown) sputtered from the target T from moving in a direction other than the direction of the substrate S.

본 실시예에서 타겟용 쉴드부(Y)는 타겟(T)의 길이방향을 따라 타겟(T)을 감싸도록 배치되며 기판(S)에 대향되는 타겟(T)의 일 영역을 개방하도록 형성된다. The shielding portion Y for the target is formed so as to surround the target T along the longitudinal direction of the target T and to open one region of the target T opposed to the substrate S. [

본 실시예에 따른 스퍼터링 캐소드(P1, P2)는, 타겟(T)으로부터 스퍼터링되는 증착물질(미도시)이 기판(S) 방향이 아닌 다른 방향으로 이동되는 것을 저지함으로써, 타겟(T) 주변부, 즉 공정 챔버(PC)의 내벽을 오염시키는 것을 감소시킬 수 있다.The sputtering cathodes P1 and P2 according to the present embodiment prevent the evaporation material (not shown) sputtered from the target T from moving in a direction other than the direction of the substrate S, That is, to contaminate the inner wall of the process chamber PC.

한편, 상술한 바와 같이 공정 챔버(PC)에는 다수개의 스퍼터링 캐소드(P1, P2)들이 마련된다. 이하에서는 설명의 편의를 위해, 도 1 및 도 7에 도시된 바와 같이, 공정 챔버(PC)에는 제1 스퍼터링 캐소드(P1) 및 제2 스퍼터링 캐소드(P2)로 구분되는 2개의 스퍼터링 캐소드(P1, P2)가 마련되는 것으로 설명하는데, 이에 본 발명의 권리범위가 한정되지 않으며 공정 챔버(PC)에는 2개 이상의 스퍼터링 캐소드(P1, P2)가 마련될 수 있다.Meanwhile, as described above, the process chamber PC is provided with a plurality of sputtering cathodes P1 and P2. 1 and 7, a process chamber PC is provided with two sputtering cathodes P1, P2 separated by a first sputtering cathode P1 and a second sputtering cathode P2, P2 are provided. However, the scope of the present invention is not limited thereto, and the process chamber PC may be provided with two or more sputtering cathodes P1, P2.

이러한 제1 스퍼터링 캐소드(P1) 및 제2 스퍼터링 캐소드(P2)는, 도 1 및 도 7에 자세히 도시된 바와 같이, 캐리어유닛(110)의 주행방향을 중심으로 하여 방사상으로 이격되어 배치된다.The first sputtering cathode P1 and the second sputtering cathode P2 are arranged radially spaced about the running direction of the carrier unit 110, as shown in detail in Figs.

제1 스퍼터링 캐소드(P1) 및 제2 스퍼터링 캐소드(P2)는 서로 다른 증착물질(미도시)을 방출한다. 즉 제1 스퍼터링 캐소드(P1)는 제1 증착물질(미도시)을 방출하고 제2 스퍼터링 캐소드(P2)는 제2 증착물질(미도시)을 방출한다.The first sputtering cathode Pl and the second sputtering cathode P2 emit different deposition materials (not shown). That is, the first sputtering cathode P1 emits a first deposition material (not shown) and the second sputtering cathode P2 emits a second deposition material (not shown).

또한 공정 챔버(PC)는, 공정 챔버(PC)의 내부에 마련되되 캐리어유닛(110)을 지지하고 캐리어유닛(110)의 주행을 안내하는 캐리어유닛용 가이드부(G)를 포함한다. 본 실시예에서 캐리어유닛용 가이드부(G)는 4개로 마련되어 캐리어유닛(110)의 주행방향을 중심으로 90도 간격으로 배치되는데, 이에 본 발명의 권리범위가 한정되지 않으며 캐리어유닛용 가이드부(G)는 다양한 개수로 구성될 수 있다.The process chamber PC also includes a guide unit G provided inside the process chamber PC for supporting the carrier unit 110 and guiding the running of the carrier unit 110. In this embodiment, the guide units G for the carrier unit are provided at four angular intervals and are arranged at intervals of 90 degrees with respect to the running direction of the carrier unit 110. The scope of the present invention is not limited thereto, G) may be composed of various numbers.

이러한 캐리어유닛용 가이드부(G)는 캐리어유닛(110)을 이동시키는 캐리어유닛 구동부(미도시)를 포함한다. 본 실시예에서는 캐리어유닛 구동부(미도시)가 리니어모터 방식으로 구성된 경우로 설명하지만, 이에 본 발명의 권리범위가 한정되지 않으며 다른 방식의 캐리어유닛 구동부(미도시)가 캐리어유닛용 가이드부(G)에 마련될 수 있다.The guide unit G for the carrier unit includes a carrier unit driving unit (not shown) for moving the carrier unit 110. [ The present invention is not limited to the scope of the present invention, and a carrier unit driving unit (not shown) of another type may be used as the guide unit for the carrier unit G As shown in FIG.

리니어모터 방식의 캐리어유닛 구동부(미도시)는, 캐리어유닛(110)에 마련된 제1 자성체(미도시)와 상호 작용하여 캐리어유닛(110)에 전자기력에 의한 추진력을 발생시키도록 캐리어유닛용 가이드부(G)의 길이방향을 따라 배치되는 제2 자성체(미도시)를 포함한다. 여기서 제1 자성체는 영구자석으로 마련되고 제2 자성체는 전자석으로 마련된다.The linear motor type carrier unit driving unit (not shown) interacts with a first magnetic body (not shown) provided in the carrier unit 110 to generate a driving force by the electromagnetic force in the carrier unit 110, And a second magnetic body (not shown) disposed along the longitudinal direction of the magnetic disk G. Here, the first magnetic body is provided as a permanent magnet and the second magnetic body is provided as an electromagnet.

본 실시예에서 상술한 캐리어유닛용 가이드부(G)는, 공정 챔버(PC)뿐만 아니라 캐리어유닛(110)이 주행되는 로드락 챔버(LC), 히팅 챔버(HC), 쿨링챔버 및 언로드락 챔버(UC)에도 마련될 수 있다.The guide unit G for the carrier unit described above in the present embodiment is configured so that the load lock chamber LC, the heating chamber HC, the cooling chamber, and the unloading lock chamber LC in which the carrier unit 110 travels, as well as the process chamber PC, (UC).

캐리어유닛(110)은, 로드락 챔버(LC), 히팅 챔버(HC), 공정 챔버(PC), 쿨링 챔버(CC) 및 언로드락 챔버(UC)를 통과하며 기판(S)을 이송한다.The carrier unit 110 transports the substrate S through the load lock chamber LC, the heating chamber HC, the process chamber PC, the cooling chamber CC and the unload lock chamber UC.

이러한 캐리어유닛(110)은, 도 2 및 도 3에 자세히 도시된 바와 같이, 공정 챔버(PC)에 지지되는 캐리어유닛 프레임부(111)와, 캐리어유닛 프레임부(111)에 지지되며, 기판 회전유닛(120)에 연결되어 기판 회전유닛(120)을 회전시키는 회전 구동부(112)를 포함한다. 설명의 편의를 위해 회전 구동부(112)의 구성에 대해서는 상세히 후술하기로 한다.2 and 3, the carrier unit 110 includes a carrier unit frame portion 111 supported by the process chamber PC, a support portion 112 supported by the carrier unit frame portion 111, And a rotation driving unit 112 connected to the unit 120 for rotating the substrate rotating unit 120. [ For convenience of explanation, the configuration of the rotation driving unit 112 will be described later in detail.

기판 회전유닛(120)은, 캐리어유닛(110)에 지지되며, 공정 챔버(PC)의 내부에서 기판(S)이 제1 스퍼터링 캐소드(P1) 및 제2 스퍼터링 캐소드(P2)에 대하여 상대이동 되도록 기판(S)을 회전시킨다. The substrate rotating unit 120 is supported on the carrier unit 110 so that the substrate S is relatively moved with respect to the first sputtering cathode Pl and the second sputtering cathode P2 within the process chamber PC The substrate S is rotated.

이러한 기판 회전유닛(120)은, 캐리어유닛(110)에 회전가능하게 연결되는 회전모듈(121)과, 회전모듈(121)에 지지되며 기판(S)을 척킹하는 척킹모듈(125)을 포함한다.The substrate rotating unit 120 includes a rotation module 121 rotatably connected to the carrier unit 110 and a chucking module 125 supported by the rotation module 121 and chucking the substrate S .

회전모듈(121)은 캐리어유닛(110)의 주행방향을 회전 축심으로 회전된다. 따라서 회전모듈(121)에 지지되는 척킹모듈(125)에 척킹된 기판(S)도 캐리어유닛(110)의 주행방향을 회전 축심으로 회전된다.The rotation module 121 rotates the traveling direction of the carrier unit 110 to the rotation axis. The substrate S chucked by the chucking module 125 supported by the rotation module 121 is also rotated in the running direction of the carrier unit 110 by the rotation axis.

회전모듈(121)은 캐리어유닛(110)에 회전가능하게 연결된다. 이러한 회전모듈(121)은, 캐리어유닛(110)에 연결되며 회전 중심이 되는 허브부(122)와, 허브부(122)에서 돌출되어 마련되며 척킹모듈(125)이 결합되는 아암부(123)를 포함한다.The rotation module 121 is rotatably connected to the carrier unit 110. The rotation module 121 includes a hub unit 122 connected to the carrier unit 110 and serving as a rotation center, an arm unit 123 protruding from the hub unit 122 and coupled to the chucking module 125, .

본 실시예에서 허브부(122)의 회전 중심축(122a)은 캐리어유닛(110)의 주행방향과 나란한 방향으로 배치된다. 따라서 회전모듈(121)의 회전에 의해 회전모듈(121)에 지지된 척킹모듈(125)에 척킹된 기판(S)이 허브부(122)의 회전 중심축(122a)을 중심으로 하여 공전한다.In this embodiment, the rotation center shaft 122a of the hub portion 122 is disposed in a direction parallel to the running direction of the carrier unit 110. [ The rotation of the rotation module 121 causes the substrate S chucked by the chucking module 125 supported on the rotation module 121 to revolve around the rotation center axis 122a of the hub part 122. [

상술한 바와 같이 공정 챔버(PC)에 마련되는 제1 스퍼터링 캐소드(P1)와 제2 스퍼터링 캐소드(P2)는 캐리어유닛(110)의 주행방향을 중심으로 하여 방사상으로 이격되어 배치되므로, 회전모듈(121)의 회전 시 척킹모듈(125)에 척킹된 기판(S)은 허브부(122)의 회전 중심축(122a)을 중심으로 하여 공전하여 순차적으로 제1 스퍼터링 캐소드(P1)와 제2 스퍼터링 캐소드(P2)에 대향된다.Since the first sputtering cathode P1 and the second sputtering cathode P2 provided in the process chamber PC are disposed radially spaced apart from each other in the running direction of the carrier unit 110, The substrate S chucked by the chucking module 125 at the time of rotation of the first and second sputtering cathodes 121 and 121 is revolved around the rotation center axis 122a of the hub portion 122 to sequentially form the first sputtering cathode P1 and the second sputtering cathode (P2).

제1 스퍼터링 캐소드(P1)에 대향되는 위치에 이동된 기판(S)에는, 제1 스퍼터링 캐소드(P1)에서 방출된 제1 증착물질(미도시)이 증착되어 제1물질 증착층(M1)이 형성된다. 제1물질 증착층(M1)이 형성된 기판(S)은 회전모듈(121)의 회전에 따라 제2 스퍼터링 캐소드(P2)에 대향되는 위치로 이동되며, 제1물질 증착층(M1)의 상측에는 제2 스퍼터링 캐소드(P2)에서 방출된 제2 증착물질(미도시)이 증착되어 제2물질 증착층(M2)이 형성되고, 계속적인 회전모듈(121)의 회전에 의해 도 8에 도시된 것과 같은 다층 구조의 박막이 형성된다.A first evaporation material (not shown) emitted from the first sputtering cathode P1 is deposited on the substrate S moved to a position opposed to the first sputtering cathode P1 to form a first material deposition layer M1 . The substrate S on which the first material deposit layer M1 is formed is moved to a position opposite to the second sputtering cathode P2 in accordance with the rotation of the rotation module 121. On the upper side of the first material deposit layer M1, A second deposition material M2 is formed by depositing a second deposition material (not shown) emitted from the second sputtering cathode P2, and by continuing the rotation of the rotation module 121, A thin film having the same multilayer structure is formed.

한편 본 실시예에서 아암부(123)는 다수개로 마련된다. 이러한 다수개의 아암부(123)들은, 허브부(122)의 회전 중심을 기준으로 방사상으로 이격되어 배치되며, 허브부(122)의 회전 중심을 기준으로 등각도 간격으로 위치된다.In the present embodiment, a plurality of arm portions 123 are provided. The plurality of arm portions 123 are radially spaced apart from each other about the center of rotation of the hub portion 122 and are positioned at an equal interval with respect to the center of rotation of the hub portion 122.

이러한 다수개의 아암부(123)들은 척킹모듈(125)을 지지하는데, 본 실시예에 따른 척킹모듈(125)은 아암부(123)들에 각각 지지되는 다수개의 척킹부(126)들을 포함한다. 이러한 척킹부(126)들은 허브부(122)의 회전 중심축(122a)을 중심으로 하여 방사상으로 배치된다. 또한 척킹부(126)들은 허브부(122)의 회전 중심축(122a)을 중심으로 하여 등각도 간격으로 위치된다.The plurality of arm portions 123 support the chucking module 125. The chucking module 125 according to the present embodiment includes a plurality of chucking portions 126 each supported by the arm portions 123. [ These chucking portions 126 are disposed radially about the rotational center axis 122a of the hub portion 122. [ Also, the chucking portions 126 are positioned at equi-angular intervals about the rotational center axis 122a of the hub portion 122.

이러한 척킹부(126)에는 기판(S)이 척킹된 상태이므로, 회전모듈(121)의 회전에 의해 다수개의 척킹모듈(125)에 척킹된 기판(S)들이 순차적으로 제1 스퍼터링 캐소드(P1)와 제2 스퍼터링 캐소드(P2)에 대향되며 상술한 층간(layer-by-layer) 증착이 이루어진다.Since the substrate S is chucked in the chucking part 126, the substrates S chucked by the plurality of chucking modules 125 are sequentially transferred to the first sputtering cathode P 1 by the rotation of the rotation module 121. And the above-described layer-by-layer deposition is performed.

이와 같이 본 실시예에 따른 인라인 스퍼터링 시스템는, 공정 챔버(PC) 내에서 기판(S)을 회전시켜 기판(S)들이 순차적으로 제1 스퍼터링 캐소드(P1)와 제2 스퍼터링 캐소드(P2)에 대향되도록 하는 기판 회전유닛(120)을 구비함으로써, 종래와 같이 다수개의 스퍼터링 캐소드(P1, P2)를 캐리어유닛(110)의 주행방향에 따라 선형적으로 배치할 필요가 없어 장비의 풋프린트(footprint) 및 설치비용을 줄일 수 있는 이점이 있다. Thus, the in-line sputtering system according to the present embodiment rotates the substrate S in the process chamber PC so that the substrates S are sequentially opposed to the first sputtering cathode Pl and the second sputtering cathode P2 It is not necessary to linearly arrange the plurality of sputtering cathodes P1 and P2 along the running direction of the carrier unit 110 as in the conventional case, This has the advantage of reducing installation costs.

한편, 척킹부(126)는, 기판(S)을 척킹하는 척킹부 본체(127)와, 척킹부 본체(127)에 착탈가능하게 결합되며 기판(S)과 척킹부 본체(127) 사이에 배치되는 척킹부용 실드부(128)를 포함한다.The chucking portion 126 is disposed between the substrate S and the chucking portion main body 127 so as to be detachably coupled to the chucking portion main body 127. The chucking portion main body 127 And a shielding portion 128 for the chucking portion.

본 실시예에서 척킹부 본체(127)는 정전척(electrostatic chuck)을 포함한다. 정전척은 정전기의 힘을 사용해 기판(S) 등의 대상물을 잡아주는 기구로서, 정전척에 '+', '-' 전위를 인가시키면 대상물에는 반대의 전위('-', '+')가 대전되고, 대전된 전위에 의하여 서로 끌어당기는 힘이 발생되는 원리를 이용하는 기구이다.In this embodiment, the chucking portion main body 127 includes an electrostatic chuck. An electrostatic chuck is a mechanism for holding an object such as a substrate S by using the force of static electricity. When '+' or '-' electric potential is applied to the electrostatic chuck, opposite potentials ('-', '+' And is a mechanism that utilizes the principle of generating a force attracted to each other by a charged and dislocated potential.

이러한 정전척은 Uni-polar, Bi-polar, Tri-polar 타입으로 분류할 수 있다.These electrostatic chucks can be classified into Uni-polar, Bi-polar, and Tri-polar types.

Uni-polar 타입은 척에 (+) 전압만을 인가하고 플라즈마(Plasma) 발생에 의해 접지(Ground)와 연결되어 척킹을 하는데, 척킹 해제(Dechucking)를 하려면 반대의 역바이어스를 걸어주어야 한다. 만약, 반대의 역바이어스를 걸어주지 않으면 전원 공급이 중단되더라도 기판(S)을 수 내지 수십 분 동안 흡착하는 성질이 있다.The Uni-polar type applies a positive voltage to the chuck, and is connected to the ground by chucking due to plasma generation. In order to dechuck the chuck, reverse bias should be applied. If the opposite reverse bias is not applied, the substrate S is attracted for several to several tens of minutes even if the power supply is interrupted.

Bi-polar 타입은 척에 ＋/－ DC 전압이 인가됨으로써 척킹을 위해 인가된 전압의 역바이어스를 걸어주면 척킹 해제가 되는 구조이다. 척 자체만으로 척킹 또는 척킹 해제가 가능하도록 한 것이며, 플라즈마가 필요 없다는 이점이 있다. Bi-polar type is a structure in which chucking is released by applying reverse bias of applied voltage for chucking by applying +/- DC voltage to chuck. The chucking or chucking can be performed only by the chuck itself, and there is an advantage that no plasma is required.

Tri-polar 타입은 Bi-polar 타입과 비슷한데, 한 가지 다른 것은 플라즈마에서 발생한 DC Self 바이어스(Bias)를 읽어(Reading) ＋/－ 전압을 Vdc 만큼 보상해 줌으로써 기판(S)과 척 사이의 네트 차지(Net charge)를 제로(zero)화 해야 하는 것이다.The tri-polar type is similar to the Bi-polar type. One of the other is that the DC self bias (Bias) generated in the plasma is read and the +/- voltage is compensated by Vdc, The net charge must be zeroed.

이와 같이 본 실시예에 따른 인라인 스퍼터링 시스템은 기판(S)을 정전척을 통해 척킹함으로써, 기판(S)을 파지하기 위해 기판(S)을 부분적으로 차폐하는 기계적인 파지기구를 사용할 필요가 없고, 그에 따라 기판(S)의 상면부 전체영역을 모두 증착할 수 있는 이점이 있다.The inline sputtering system according to the present embodiment does not need to use a mechanical holding mechanism for partially shielding the substrate S to grasp the substrate S by chucking the substrate S through the electrostatic chuck, Thereby, there is an advantage that the entire upper surface portion area of the substrate S can be deposited.

한편 척킹부용 실드부(128)는, 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이. 척킹부 본체(127)에 착탈가능하게 결합되며 기판(S)과 척킹부 본체(127) 사이에 배치된다. 도 3 내지 도 7는 설명의 편의를 위해 척킹부용 실드부(128)의 두께를 과장하여 두껍게 도시하였으며, 도 3 내지 도 7에 도시된 척킹부용 실드부(128)의 두께에 의해 척킹부 본체(127)의 척킹 능력이 저하되지 않는다.On the other hand, the shielding portion 128 for the chucking portion, as shown in Figs. And is disposed between the substrate S and the chucking portion main body 127 so as to be detachably coupled to the chucking portion main body 127. 3 to 7 show the thickness of the shield portion 128 for the chucking portion in an exaggerated and thick form for the sake of convenience of explanation and the thickness of the shield portion 128 for the chucking portion shown in Figs. 127 are not deteriorated.

이러한 척킹부용 실드부(128)는, 척킹부 본체(127)를 차폐하여 제1 스퍼터링 캐소드(P1) 및 제2 제1 스퍼터링 캐소드(P1)에서 방출된 증착물질(미도시)들에 의해 척킹부 본체(127)가 오염되는 것을 방지한다.The shielding portion 128 for shielding the chucking portion main body 127 shields the chucking portion main body 127 by the evaporation material (not shown) emitted from the first sputtering cathode P1 and the second first sputtering cathode P1, Thereby preventing the main body 127 from being contaminated.

이러한 척킹부용 실드부(128)는 척킹부 본체(127)에 착탈가능하게 결합되므로, 일정 주기로 척킹부 본체(127)에서 탈착되어 세정 및 교체될 수 있다. Since the shielding portion 128 for the chucking portion is detachably coupled to the chucking portion main body 127, the chucking portion main body 127 can be detached and cleaned and replaced at regular intervals.

한편 앞서 간단히 설명한 바와 같이 캐리어유닛(110)은, 캐리어유닛 프레임부(111)에 지지되며, 허브부(122)에 연결되어 허브부(122)를 회전시키는 회전 구동부(112)를 포함한다.The carrier unit 110 includes a rotation driving part 112 which is supported by the carrier unit frame part 111 and connected to the hub part 122 to rotate the hub part 122. As shown in FIG.

이러한 회전 구동부(112)는, 캐리어유닛 프레임부(111)에 결합되는 하우징부(113)와, 하우징부(113)의 내부에 마련되고 허브부(122)에 연결되어 허브부(122)를 회전시키는 구동모터(미도시)를 포함한다. The rotation driving unit 112 includes a housing unit 113 coupled to the carrier unit frame unit 111 and a hub unit 122 provided inside the housing unit 113 and connected to the hub unit 122 to rotate the hub unit 122 (Not shown).

여기서 하우징부(113)의 내부는 대기압(atm)상태이다. 그런데 구동모터(미도시)의 구동축(미도시)은 하우징부(113)의 외벽을 관통하여 허브부(122)에 연결되어야 하므로, 본 실시예에 따른 회전 구동부(112)에는 하우징부(113)의 외벽에 결합되며 하우징부(113)의 내부 공기가 진공 분위기의 공정 챔버(PC) 내부로 유출되는 것을 방지하는 밀봉부(미도시)가 마련된다.Here, the interior of the housing part 113 is at atmospheric pressure (atm). Since the drive shaft (not shown) of the drive motor (not shown) is connected to the hub 122 through the outer wall of the housing part 113, the rotation part 112 of the present embodiment includes the housing part 113, (Not shown) coupled to the outer wall of the housing part 113 to prevent the internal air of the housing part 113 from flowing out into the process chamber PC in a vacuum atmosphere.

이러한 밀봉부(미도시)는, 하우징부(113)의 외벽에 결합되며 구동모터(미도시)의 구동축(미도시)이 회전가능하게 연결되는 밀봉 몸체(미도시)와, 구동모터(미도시)의 구동축(미도시)의 외주면과 밀봉 몸체(미도시)의 내주면 사이에 배치되는 자성유체(Magnetic Fluid, 미도시)를 포함한다. The sealing portion (not shown) includes a sealing body (not shown) coupled to the outer wall of the housing portion 113 and rotatably connected to a drive shaft (not shown) of a driving motor And a magnetic fluid (not shown) disposed between the outer circumferential surface of the drive shaft (not shown) and the inner circumferential surface of the sealing body (not shown).

여기서 자성유체(미도시)는 액체 속에 자성분말을 콜로이드 모양으로 안정 분산시킨 다음 침전이나 응집이 생기지 않도록 계면활성제를 첨가한 유체로써, 이러한 자성유체(미도시)가 밀봉 몸체(미도시)와 구동축(미도시) 사이에서 오링과 같은 막을 형성함으로써, 하우징부(113)의 내부 공기가 진공 분위기의 공정 챔버(PC) 내부로 유출되는 것을 방지한다.The magnetic fluid (not shown) is a fluid in which a magnetic powder (not shown) is dispersed in a liquid in a colloidal state in a stable manner and then a surfactant is added so as to prevent precipitation or agglomeration. The magnetic fluid (not shown) (Not shown), thereby preventing the internal air of the housing part 113 from flowing out into the process chamber PC in a vacuum atmosphere.

본 실시예에서 밀봉부(미도시)에는 자성유체 씰(Magnetic Fluid seal)이 사용되는데, 이에 본 발명의 권리범위가 한정되지 않으며, 진공도를 유지시키는 다양한 밀봉부재가 본 실시예의 밀봉부(미도시)로 사용될 수 있다.In the present embodiment, a magnetic fluid seal is used as a sealing portion (not shown), and thus the scope of the present invention is not limited thereto, and various sealing members for maintaining the degree of vacuum may be applied to the sealing portion ).

도 9는 도 7의 인라인 스퍼터링 시스템의 동작상태도이다.9 is an operational state diagram of the in-line sputtering system of Fig.

이하에서 본 실시예에 따른 인라인 스퍼터링 시스템의 동작을 도 1 내지 도 8을 참조하여 도 9를 위주로 설명한다. Hereinafter, the operation of the inline sputtering system according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 8 and FIG. 9. FIG.

로딩 스테이션(150)에서 기판(S)이 로딩된 캐리어유닛(110)은 로드락 챔버(LC)와 히팅 챔버(HC)를 공정 챔버(PC)로 이동된다.The carrier unit 110 loaded with the substrate S at the loading station 150 is moved to the process chamber PC via the load lock chamber LC and the heating chamber HC.

캐리어유닛(110)이 공정 챔버(PC)로 이동된 후, 도 9에 도시된 바와 같이, 기판 회전유닛(120)의 허브부(122)가 회전되고, 그에 따라 척킹부(126)들은 허브부(122)를 중심으로 공전한다.After the carrier unit 110 is moved to the process chamber PC, the hub portion 122 of the substrate rotating unit 120 is rotated as shown in FIG. 9 so that the chucking portions 126 are rotated (122).

이러한 척킹부(126)들의 공전에 의해 척킹부(126)에 척킹된 기판(S)은 허브부(122)의 회전 중심축(122a)을 중심으로 하여 공전하여 순차적으로 제1 스퍼터링 캐소드(P1)와 제2 스퍼터링 캐소드(P2)에 대향된다.The substrate S chucked by the chucking portion 126 by the revolution of the chucking portions 126 is revolved around the rotation center axis 122a of the hub portion 122 to sequentially form the first sputtering cathode P1, And the second sputtering cathode P2.

제1 스퍼터링 캐소드(P1)에 대향되는 위치에 이동된 기판(S)에는, 제1 스퍼터링 캐소드(P1)에서 방출된 제1 증착물질(미도시)이 증착되어 제1물질 증착층(M1)이 형성된다. 이후 제1물질 증착층(M1)이 형성된 기판(S)은 허브부(122)의 회전에 따라 제2 스퍼터링 캐소드(P2)에 대향되는 위치로 이동되며, 제1물질 증착층(M1)의 상측에는 제2 스퍼터링 캐소드(P2)에서 방출된 제2 증착물질(미도시)이 증착되어 제2물질 증착층(M2)이 형성된다.A first evaporation material (not shown) emitted from the first sputtering cathode P1 is deposited on the substrate S moved to a position opposed to the first sputtering cathode P1 to form a first material deposition layer M1 . The substrate S on which the first material deposit layer M1 is formed is moved to a position opposite to the second sputtering cathode P2 in accordance with the rotation of the hub portion 122, A second deposition material (not shown) emitted from the second sputtering cathode P2 is deposited to form a second material deposition layer M2.

이러한 방식으로 허브부(122)가 3바퀴 회전되면, 도 8에 도시된 것과 같은 다층구조의 박막이 형성된다.When the hub portion 122 is rotated three times in this manner, a thin film of a multilayer structure as shown in Fig. 8 is formed.

이러한 공정 챔버(PC) 내부에서의 증착 공정 시 캐리어유닛(110)은 정지되거나 매우 느린 속도로 주행한다.During the deposition process inside this process chamber (PC), the carrier unit 110 is stopped or travels at a very slow speed.

한편 증착 공정이 완료된 후 캐리어유닛(110)은 다시 이동되고, 캐리어유닛(110)은 쿨링 챔버(CC)와, 언로드락 챔버(UC)를 거쳐 언로딩 스테이션(160)으로 이동된다.On the other hand, after the deposition process is completed, the carrier unit 110 is moved again, and the carrier unit 110 is moved to the unloading station 160 via the cooling chamber CC and the unloading lock chamber UC.

이와 같이 본 실시예에 따른 인라인 스퍼터링 시스템은, 공정 챔버(PC)를 통과하며 기판(S)을 이송하는 캐리어유닛(110)과 공정 챔버(PC)의 내부에서 기판(S)이 스퍼터링 캐소드(P1, P2)에 대하여 상대이동되도록 기판(S)을 회전시키는 기판 회전유닛(120)을 구비함으로써, 인라인 방식으로 층간(layer-by-layer) 증착을 수행하여 생산성을 높이는 동시에 설비의 풋프린트(footprint)를 줄여 공간활용도를 높이고 장비의 설치비용을 줄일 수 있는 이점이 있다.The inline sputtering system according to the present embodiment includes a carrier unit 110 for passing a substrate S through a process chamber PC and a substrate S in a process chamber PC, By performing layer-by-layer deposition in an in-line manner, the substrate rotation unit 120 rotates the substrate S so as to move relative to the substrate P ) Can be used to increase the space utilization and reduce the installation cost of the equipment.

즉 본 실시예에 따른 인라인 스퍼터링 시스템은, 캐리어유닛(110)에 지지되는 기판 회전유닛(120)이 기판(S)들을 캐리어유닛(110)의 주행방향을 회전 축심으로 하여 회전시켜 기판(S)들이 제1 스퍼터링 캐소드(P1)와 제2 스퍼터링 캐소드(P2)에 순차적으로 대향되도록 함으로써, 종래와 같이 다수개의 스퍼터링 캐소드(P1, P2)를 캐리어유닛(110)의 주행방향을 따라 선형적으로 배치하지 않으면서도 층간(layer-by-layer) 증착을 수행할 수 있고, 그에 따라 생산성 향상 및 장비의 풋프린트(footprint) 및 설치비용을 줄일 수 있는 이점이 있다. That is, in the inline sputtering system according to the present embodiment, the substrate rotating unit 120 supported by the carrier unit 110 rotates the substrate S about the traveling direction of the carrier unit 110 as the rotating axis, The plurality of sputtering cathodes P1 and P2 are arranged linearly along the running direction of the carrier unit 110 as in the prior art by sequentially facing the first sputtering cathode P1 and the second sputtering cathode P2 Layer-by-layer deposition, thereby improving productivity and reducing the footprint and installation cost of the equipment.

이상 도면을 참조하여 본 실시예에 대해 상세히 설명하였지만 본 실시예의 권리범위가 전술한 도면 및 설명에 국한되지는 않는다.Although the embodiment has been described in detail with reference to the drawings, the scope of the scope of the present embodiment is not limited to the above-described drawings and description.

이와 같이 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.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention. Accordingly, such modifications or variations are intended to fall within the scope of the appended claims.

110: 캐리어유닛 111: 캐리어유닛 프레임부
112: 회전 구동부 113: 하우징부
120: 기판 회전유닛 121: 회전모듈
122: 허브부 122a: 회전 중심축
123: 아암부 125: 척킹모듈
126: 척킹부 127: 척킹부 본체
128: 척킹부용 실드부 LC: 로드락 챔버
HC: 히팅 챔버 PC: 공정 챔버
CC: 쿨링 챔버 UC: 언로드락 챔버
P1: 제1 스퍼터링 캐소드 P2: 제2 스퍼터링 캐소드
S: 기판 T: 타겟
Y: 타겟용 쉴드부 G: 캐리어유닛용 가이드부
M1: 제1물질 증착층 M2: 제2물질 증착층110: Carrier unit 111: Carrier unit frame part
112: rotation driving part 113: housing part
120: substrate rotation unit 121: rotation module
122: hub portion 122a:
123: arm portion 125: chucking module
126: chucking part 127: chucking part body
128: shield portion for chucking portion LC: load lock chamber
HC: Heating chamber PC: Process chamber
CC: Cooling chamber UC: Unloading chamber
P1: first sputtering cathode P2: second sputtering cathode
S: substrate T: target
Y: shield portion for target: G: guide portion for carrier unit
M1: First material deposition layer M2: Second material deposition layer

Claims (14)

기판에 대한 증착공정이 수행되며, 다수개의 스퍼터링 캐소드(cathode)들이 마련되는 공정 챔버;
상기 공정 챔버를 통과하며, 상기 기판을 이송하는 캐리어유닛; 및
상기 캐리어유닛에 지지되며, 상기 공정 챔버의 내부에서 상기 기판이 상기 스퍼터링 캐소드에 대하여 상대이동 되도록 상기 기판을 회전시키는 기판 회전유닛을 포함하며,
상기 기판 회전유닛은,
상기 캐리어유닛에 회전가능하게 연결되는 회전모듈; 및
상기 회전모듈에 지지되며, 상기 기판을 척킹하는 척킹모듈을 포함하고,
상기 회전모듈은, 상기 캐리어유닛의 주행방향을 회전 축심으로 하여 회전되며,
상기 다수개의 스퍼터링 캐소드들은 상기 회전모듈의 회전 중심을 기준으로 하여 방사상으로 이격되어 배치되고,
상기 다수개의 스퍼터링 캐소드들은 서로 다른 증착물질을 방출하는 것을 특징으로 하는 인라인 스퍼터링 시스템.A process chamber on which a deposition process is performed, the process chamber having a plurality of sputtering cathodes;
A carrier unit for passing the substrate through the process chamber; And
And a substrate rotating unit supported on the carrier unit and rotating the substrate such that the substrate moves relative to the sputtering cathode in the process chamber,
The substrate rotating unit includes:
A rotation module rotatably connected to the carrier unit; And
And a chucking module supported by the rotation module and chucking the substrate,
Wherein the rotation module is rotated with the traveling direction of the carrier unit as a rotation axis,
Wherein the plurality of sputtering cathodes are spaced apart radially with respect to a center of rotation of the rotating module,
Wherein the plurality of sputtering cathodes emit different deposition materials. 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 회전모듈은,
상기 캐리어유닛에 연결되며, 회전 중심이 되는 허브부; 및
상기 허브부에서 돌출되어 마련되며, 상기 척킹모듈이 결합되는 아암부를 포함하는 인라인 스퍼터링 시스템.The method according to claim 1,
The rotation module includes:
A hub unit connected to the carrier unit and serving as a center of rotation; And
And an arm portion protruding from the hub portion and coupled to the chucking module. 제4항에 있어서,
상기 아암부는 다수개로 마련되며, 상기 다수개의 아암부들은 상기 허브부의 회전 중심을 기준으로 방사상으로 배치되는 인라인 스퍼터링 시스템.5. The method of claim 4,
Wherein the arm portions are provided in a plurality of arms, and the plurality of arm portions are radially arranged with respect to a rotation center of the hub portion. 제5항에 있어서,
상기 다수개의 아암부들은, 상기 허브부의 회전 중심을 기준으로 등각도 간격으로 배치되는 인라인 스퍼터링 시스템.6. The method of claim 5,
Wherein the plurality of arms are disposed at equal angular intervals with respect to a center of rotation of the hub. 제1항에 있어서,
상기 척킹모듈은,
상기 회전모듈에 지지되는 다수개의 척킹부들을 포함하며,
상기 다수개의 척킹부들은 상기 회전모듈의 회전 중심을 기준으로 방사상으로 배치되는 인라인 스퍼터링 시스템.The method according to claim 1,
Wherein the chucking module comprises:
And a plurality of chucking portions supported by the rotation module,
Wherein the plurality of chucking portions are radially disposed with respect to a rotation center of the rotation module. 제7항에 있어서,
상기 다수개의 척킹부들은, 상기 회전모듈의 회전 중심을 기준으로 등각도 간격으로 배치되는 인라인 스퍼터링 시스템.8. The method of claim 7,
Wherein the plurality of chucking portions are arranged at regular angular intervals with respect to a rotation center of the rotary module. 제7항에 있어서,
상기 척킹부는,
상기 기판을 척킹하는 척킹부 본체; 및
상기 척킹부 본체에 착탈가능하게 결합되며, 상기 기판과 상기 척킹부 본체 사이에 배치되는 척킹부용 실드부를 포함하는 인라인 스퍼터링 시스템.8. The method of claim 7,
The chucking portion,
A chucking portion main body for chucking the substrate; And
And a shield portion detachably attached to the chucking portion main body, the shield portion being disposed between the substrate and the chucking portion main body. 제9항에 있어서,
상기 척킹부 본체는 정전척(electrostatic chuck)을 포함하는 인라인 스퍼터링 시스템.10. The method of claim 9,
Wherein the chucking portion body comprises an electrostatic chuck. 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 공정 챔버는,
상기 공정 챔버의 내부에 마련되며, 상기 캐리어유닛을 지지하고 상기 캐리어유닛의 주행을 안내하는 캐리어유닛용 가이드부를 포함하는 인라인 스퍼터링 시스템.The method according to claim 1,
The process chamber includes:
And a guide unit provided inside the process chamber for supporting the carrier unit and guiding the running of the carrier unit. 제1항에 있어서,
상기 캐리어유닛은,
상기 공정 챔버에 지지되는 캐리어유닛 프레임부; 및
상기 캐리어유닛 프레임부에 지지되며, 상기 기판 회전유닛에 연결되어 상기 기판 회전유닛을 회전시키는 회전 구동부를 포함하는 인라인 스퍼터링 시스템.The method according to claim 1,
Wherein the carrier unit comprises:
A carrier unit frame portion supported in the process chamber; And
And a rotation driving part supported on the carrier unit frame part and connected to the substrate rotation unit to rotate the substrate rotation unit.
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