KR101800202B1 - 플라즈마 증착 장치 - Google Patents

플라즈마 증착 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101800202B1
KR101800202B1 KR1020150186431A KR20150186431A KR101800202B1 KR 101800202 B1 KR101800202 B1 KR 101800202B1 KR 1020150186431 A KR1020150186431 A KR 1020150186431A KR 20150186431 A KR20150186431 A KR 20150186431A KR 101800202 B1 KR101800202 B1 KR 101800202B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electrode body
cap
magnet
electrode
vacuum chamber
Prior art date
Application number
KR1020150186431A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20170076315A (ko
Inventor
안경준
김찬호
정성훈
Original Assignee
(주)에스엔텍
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)에스엔텍 filed Critical (주)에스엔텍
Priority to KR1020150186431A priority Critical patent/KR101800202B1/ko
Priority to PCT/KR2016/014558 priority patent/WO2017111371A2/ko
Priority to TW105142129A priority patent/TW201731348A/zh
Publication of KR20170076315A publication Critical patent/KR20170076315A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101800202B1 publication Critical patent/KR101800202B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02225—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer
    • H01L21/0226—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process
    • H01L21/02263—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase
    • H01L21/02271—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase deposition by decomposition or reaction of gaseous or vapour phase compounds, i.e. chemical vapour deposition
    • H01L21/02274—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase deposition by decomposition or reaction of gaseous or vapour phase compounds, i.e. chemical vapour deposition in the presence of a plasma [PECVD]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02296—Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer
    • H01L21/02299—Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer pre-treatment
    • H01L21/02312—Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer pre-treatment treatment by exposure to a gas or vapour
    • H01L21/02315—Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer pre-treatment treatment by exposure to a gas or vapour treatment by exposure to a plasma
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02296—Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer
    • H01L21/02318—Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer post-treatment
    • H01L21/02337—Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer post-treatment treatment by exposure to a gas or vapour
    • H01L21/0234—Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer post-treatment treatment by exposure to a gas or vapour treatment by exposure to a plasma
    • H01L21/205—
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67155—Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations
    • H01L21/67207—Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations comprising a chamber adapted to a particular process
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24—Generating plasma
    • H05H1/46—Generating plasma using applied electromagnetic fields, e.g. high frequency or microwave energy

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)

Abstract

본 발명은 플라즈마 증착 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 전극 본체 내부에 구비되는 마그넷이 전극 본체와 별개로 회전할 수 있게 패키지화하여, 다양한 증착 조건에 따라 자기장의 형성 위치를 효율적으로 제어할 수 있으며, 전극 본체 구동수단과 마그넷 구동수단을 진공 챔버 외부에서 착탈식으로 체결할 수 있어, 챔버 내의 자기장 발생영역을 최대화할 수 있는 플라즈마 증착 장치에 관한 것이다.

Description

플라즈마 증착 장치{plasma deposition apparatus}
본 발명은 플라즈마 증착 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 전극 본체 내부에 구비되는 마그넷이 전극 본체와 별개로 회전할 수 있게 패키지화하여, 다양한 증착 조건에 따라 자기장의 형성 위치를 효율적으로 제어할 수 있으며, 전극 본체 구동수단과 마그넷 구동수단을 진공 챔버 외부에서 착탈식으로 체결할 수 있어, 챔버 내의 자기장 발생영역을 최대화할 수 있는 플라즈마 증착 장치에 관한 것이다.
증착 공정은 주로 반도체나 디스플레이, 태양전지 또는 터치 패널 등의 제조분야에서 기재에 박막을 증착하는데 이용된다.
이와 같은 증착 공정은 진공 증착법, 스퍼터링(Sputtering)법, 이온플레이팅법으로 분류되는 물리 증착법(Physical Vapor Deposition, PVD)과 화학기상증착법(Chemical Vapor Deposition, CVD) 등으로 분류될 수 있다.
이 중, 스퍼터링 방식은 비교적 낮은 진공도에서 플라스마를 발생시키고, 이온화된 아르곤 등의 가스를 가속하여 증착물질인 타켓에 충돌시켜, 목적의 원자를 분출하여 기판상에 박막이 증착되게 하는 박막 증착 공정이다.
또한, 플라즈마 화학 기상 증착 방식은 플라즈마에 의해 반응가스를 분해하여 목적하는 물질의 박막을 기판 상에 적증시키는 방법이다.
이러한 스퍼터링 방식 또는 플라즈마 화학 기상 방식을 적용하여, 박막을 증착하는 플라즈마 증착 장치가 개발되고 이용되고 있으며, 본 출원인은 한국 등록특허 제10-1160680호(원통형 스퍼터링 캐소드)를 제안한 바 있다.
종래의 원통형 스퍼터링 캐소드는 전극과 마그넷이 서로 독립적으로 회전할 수 있어, 전극 표면의 자기장 세기나 위치를 효과적으로 조절할 수 있는 장점이 있으나, 마그넷을 회전시키기 위한 앤드 캡 축이 캡의 외측으로 돌출되어 있고, 엔드 캡 축을 회전시키기 위한 앤드 블럭이 본체(백킹 플레이트)의 양단 내측에 일체로 결합되어 있으므로, 캐소드 전체의 길이가 길어지는 문제점 있다.
이러한 문제점은 캐소드 전체에서 타켓이 코팅되는 영역을 제한하며, 이는 챔버 내부 전체에 증착물질이 균일하게 증착되지 못하므로 증착 품질이나 증착 효율을 떨어뜨리는 원인이 된다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 마그넷과 전극 본체가 별개로 회전될 수 있되, 캐소드 전극의 전체 길이는 축소할 수 있고, 전체 길이 대비 자기장 발생 영역(증착에 이용되는 영역)을 최대화할 수 있는 플라즈마 증착 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 증착 대상물인 기재를 내부공간에 위치시킬 수 있는 진공 챔버; 상기 진공 챔버 내부에서 회전가능하도록 구비되는 전극 본체와 상기 전극 본체 내측에 구비되는 마그넷을 포함하여, 상기 기재를 향해 플라즈마를 발생시키는 캐소드 전극; 상기 진공 챔버의 일측 외부에 구비되며, 상기 진공 챔버를 관통하여 상기 전극 본체와 체결되어 상기 전극 본체를 회전시키는 전극 본체 구동수단; 및 상기 진공 챔버의 타측 외부에 구비되며, 상기 진공 챔버를 관통하여 상기 마그넷과 체결되어 상기 마그넷을 회전시키는 마그넷 구동수단;을 포함하는 플라즈마 증착 장치를 제공한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 캐소드 전극은 양측이 개방된 원통형상의 전극 본체; 상기 전극 본체의 일측에 체결되며, 상기 전극 본체와 함께 회전할 수 있는 제1 캡; 상기 전극 본체의 타측에 체결되며, 상기 전극 본체와 함께 회전할 수 있는 제2 캡; 상기 전극 본체의 길이 방향으로 구비되는 마그넷 지지틀; 및 상기 마그넷 지지틀 외측면 소정 위치에 부착되는 마그넷;을 포함하고, 상기 마그넷 지지틀의 일단은 상기 제1 캡의 중앙부를 관통하고, 타단은 상기 제2 캡의 중앙부를 관통하여, 상기 마그넷 지지틀이 상기 캡들 상에서 회전 가능하도록 구비되되, 상기 마그넷 지지틀의 양단은 상기 캡들의 외부로 돌출되지 않게 구비된다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 캐소드 전극의 폭은 상기 진공 챔버의 내부 폭과 대응된다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 전극 본체 구동수단은 상기 제1 캡에 착탈식으로 체결 가능하고, 상기 제1 캡에 체결되었을 때, 상기 제1 캡으로 구동력을 전달하며, 상기 전극 본체가 회전되게 하고,
상기 마그넷 구동수단은 상기 제2 캡에 착탈식으로 체결 가능하고, 상기 제2 캡에 체결되었을 대, 상기 마그넷 지지틀로 구동력을 전달하여, 상기 마그넷을 회전되게 한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 마그넷 지지틀의 타단부에는 상기 마그넷 구동수단의 키와 체결되어 동력을 전달받을 수 있는 키 홈(key way)이 형성된다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 진공 챔버의 내측면에는 상기 캐소드 전극을 상기 진공 챔버의 내부 공간 소정위치에 떠 있도록 지지하는 적어도 하나의 지지 프레임이 설치된다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 제1 캡은 중공이 형성된 원판 형상으로, 상기 전극 본체의 일측 내부에 끼워지며, 상기 중공에 마그넷 지지틀의 일측이 끼워지는 제1 내측 캡; 중공이 형성된 원판 형상으로, 상기 제1 내측 캡과 면접하도록 체결되고, 상기 전극 본체의 일측과 연결되며, 상기 전극 본체와 함께 회전되는 제1 외측 캡; 상기 전극 본체의 소정위치에 구비되어 상기 제1 내측 캡이 상기 전극 본체의 외부로 이탈되지 않도록 상기 제1 내측 캡이 걸리게 하는 제1 스냅 링;을 포함한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 제2 캡은 중공이 형성된 원판 형상으로, 상기 전극 본체의 타측 내부에 끼워지며, 상기 중공에 마그넷 지지틀의 타측이 끼워지는 제2 내측 캡; 중공이 형성된 원판 형상으로, 상기 제2 내측 캡과 면접하도록 체결되고, 상기 전극 본체의 타측과 연결되며, 상기 전극 본체와 함께 회전되는 제2 외측 캡; 상기 전극 본체의 소정위치에 구비되어 상기 제2 내측 캡이 상기 전극 본체의 외부로 이탈되지 않도록 상기 제2 내측 캡이 걸리게 하는 제2 스냅 링;을 포함한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 제1 내측 캡에는 상기 전극 본체의 내부공간과 상기 제1 외측 캡의 중공을 연통되게 하고, 외부로부터 냉각수를 공급받을 수 있는 냉각수 유입홀이 형성되고,
상기 제2 내측 캡에는 상기 전극 본체의 내부공간과 상기 제2 외측 캡의 중공을 연통되게 하여, 상기 전극 본체의 내부공간으로 유입된 냉각수를 배출할 수 있는 냉각수 배출홀이 형성된다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 마그넷 지지틀은 상기 전극 본체 내부에서 상기 전극 본체의 중심축 방향으로 소정 거리 이동가능하도록 구비되되, 상기 내측 캡들의 중공에서 이탈되지 않도록 구비된다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 전극 본체의 양측 내면에는 상기 내측 캡들이 상기 전극 본체의 중앙부를 향해 이동될 수 있는 거리가 소정 거리로 제한되게 하는 단턱부가 형성된다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 캐소드 전극은 일측이 상기 마그넷 지지틀의 외면과 결합되고, 타측은 상기 전극 본체의 내측면과 접촉하며, 상기 마그넷 지지틀의 회전축의 위치는 유지한 채, 상기 전극 본체의 내부에서 회전할 수 있도록 가이드 하는 적어도 하나의 가이드 부재;를 더 포함한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 마그넷은 서로 다른 극성이 적층된 트랙 형상으로 복수개가 구비되고, 이웃하는 마그넷 사이에 자기장이 발생되도록 배열된다.
본 발명은 다음과 같은 우수한 효과를 가진다.
먼저, 본 발명의 플라즈마 증착 장치에 의하면, 전극 본체 구동수단과 마그넷 구동수단을 진공 챔버의 외부에서 착탈식으로 체결할 수 있어, 캐소드 전극의 전체 길이는 축소할 수 있고, 전체 길이 대비 자기장 발생 영역을 최대화할 수 있으므로, 챔버 내부에서 증착 물질이 균일하게 비산되게 하여 증착 품질, 증착 효율을 향상시킬 수 있는 장점을 가진다.
또한, 본 발명의 플라즈마 증착 장치에 의하면, 마그넷과 전극 본체가 별개로 회전될 수 있으므로, 다양한 증착 조건에 따라 자기장의 형성 위치를 용이하게 제어할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 플라즈마 증착 장치에 의하면, 캐소드 전극의 구성 부품 간 체결이 용이하여, 장치의 조립성이 개선된 장점을 가진다.
또한, 본 발명의 플라즈마 증착 장치에 의하면, 전극 본체의 양측에 체결된 캡들에 의해, 챔버 외부의 전극 본체 구동수단과 마그넷 구동수단이 간단한 구조로 체결될 수 있으며, 일체로 패키지화될 수 있는 장점을 지닌다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 증착 장치를 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 증착 장치의 캐소드 전극을 보여주는 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 증착 장치의 캐소드 전극을 보여주는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 증착 장치의 제1 캡을 보여주는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 증착 장치의 제2 캡을 보여주는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 증착 장치의 캐소드 전극을 보여주는 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 증착 장치의 캐소드 전극 조립 예를 보여주는 도면이다.
본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있는데 이 경우에는 단순한 용어의 명칭이 아닌 발명의 상세한 설명 부분에 기재되거나 사용된 의미를 고려하여 그 의미가 파악되어야 할 것이다.
이하, 첨부한 도면에 도시된 바람직한 실시예들을 참조하여 본 발명의 기술적 구성을 상세하게 설명한다.
그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.
도 1은 본 발명에 따른 플라즈마 증착 장치(100)를 보여주는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 증착 장치(100)는 진공조건에서 플라스마를 발생시키거나, 타켓 물질을 비산시켜 기재상에 박막이 증착되게 하는 장치로서, 진공 챔버(110), 캐소드 전극(120), 전극 본체 구동수단(130) 및 마그넷 구동수단(140)을 포함하여 이루어진다.
상기 진공 챔버(110)는 증착 시 진공 분위기를 제공할 수 있는 챔버로서, 상기 진공 챔버(110)의 내부에는 기재(s)가 올려지는 적재부(10)가 구비될 수 있다.
상기 캐소드 전극(120)은 상기 진공 챔버(110) 내부에서 구비되어, 플라즈마를 발생시키거나, 타켓 물질을 비산시키기 위한 전극으로서, 전극 본체(121), 마그넷(122)을 포함하여 이루어진다.
또한, 상기 캐소드 전극(120)은 물리 증착, 화학 기상 증착 등 증착 방법에는 제한 없이 사용할 수 있는 전극이다.
여기서, 상기 전극 본체(121)는 양측이 개방된 원통형상의 본체로서, 상기 진공 챔버(110)의 내부에서 회전가능하도록 구비된다.
또한, 상기 마그넷(122)은 상기 전극 본체(121)의 내측에 구비되어, 자기장을 발생시키기 위한 자석이다.
상기 전극 본체 구동수단(130)은 상기 전극 본체(121)를 회전시키기 위한 수단으로서, 상기 진공 챔버(110)의 일측 외부에 구비된다.
또한, 상기 전극 본체 구동수단(130)은 상기 진공 챔버(110)를 관통하여, 상기 전극 본체(121)와 연결되어 상기 전극 본체(121)를 회전시킨다.
상기 마그넷 구동수단(140)은 상기 마그넷(122)을 회전시키기 위한 수단으로서, 상기 진공 챔버(110)의 타측 외부에 구비된다.
또한, 상기 마그넷 구동수단(140)은 상기 진공 챔버(110)를 관통하여, 상기 마그넷(122)과 체결되어 상기 마그넷(122)을 회전시킨다.
즉, 본 발명에 따른 플라즈마 증착 장치(100)는 상기 전극 본체 구동수단(130)과 상기 마그넷 구동수단(140)을 상기 진공 챔버(110)의 외부에서 체결할 수 있으므로, 캐소드 전극의 전체 길이는 축소할 수 있고, 전체 길이 대비 자기장 발생 영역을 최대화할 수는 장점을 지닌다.
또한, 상기 캐소드 전극(120)의 폭은 상기 진공 챔버(110)의 폭과 대응되는 것이 바람직하다.
이는 상기 진공 챔버(110) 내부 공간의 자기장 발생 영역을 극대화할 수 있으므로, 챔버 내부에서 증착 물질이 균일하게 비산되게 하여 증착 품질, 증착 효율을 향상시킬 수 있게 한다.
또한, 상기 진공 챔버(110)의 내측면에는 소정 위치에는 지지 프레임(150)이 형성될 수 있다.
이는 상기 캐소드 전극(120)을 상기 진공 챔버(110)의 내부 공간 소정위치에 떠 있도록 지지하여, 상기 전극본체 구동수단(130), 상기 마그넷 구동수단(140)의 체결을 용이하게 하기 위함이다.
또한, 상기 지지 프레임(150)이 구비되지 않고 별도의 기중기를 이용하여, 상기 캐소드 전극(120)을 상기 진공 챔버(110) 내의 설치위치에 위치킨 후, 상기 전극 본체 구동수단(130), 상기 마그넷 구동수단(140)을 체결하여 고정할 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 플라즈마 증착 장치의 캐소드 전극(120)을 보여주는 분해 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 플라즈마 증착 장치의 캐소드 전극(120)을 보여주는 단면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 캐소드 전극(120)은 마그넷 지지틀(123), 제1 캡(124) 및 제2 캡(125)을 더 포함하여 이루어질 수 있다.
여기서, 상기 마그넷 지지틀(123)은 상기 마그넷(122)을 지지하는 틀로서, 상기 전극 본체(121)의 내부에서 회전가능하도록 구비되며, 상기 마그넷(122)이 회전되게 한다.
또한, 상기 마그넷 지지틀(123)은 상기 전극 본체(121)의 길이 방향으로 구비된다.
상기 제1 캡(124)은 상기 전극 본체(121)의 일측에 체결된다.
또한, 상기 제1 캡(124)은 상기 진공 챔버(110) 외부에 구비되는 상기 전극 본체 구동수단(130)과 착탈식으로 체결되어, 상기 전극 본체(121)의 중심축(c)을 중심으로 상기 전극 본체(121)와 함께 회전된다.
상기 제2 캡(125)은 상기 전극 본체(121)의 타측에 체결된다.
또한, 상기 제2 캡(125)은 상기 전극 본체(121)의 중심축(c)을 중심으로 상기 전극 본체(121)와 함께 회전된다.
즉, 상기 제1 캡(124)이 상기 전극 본체 구동수단(130)과 체결되어 회전됨에 따라, 상기 전극 본체(121) 및 상기 제2 캡(125)이 함께 회전된다.
또한, 상기 마그넷 지지틀(123)은 양단(123a, 123b)이 상기 캡들(124, 125)의 중앙부를 관통하여 상기 캡들(130,140) 상에서 회전할 수 있도록 구비된다.
다만, 상기 마그넷 지지틀(123)의 양단은 상기 캡들(124,125)의 외측으로 돌출되지 않는다.
이는 상기 마그넷 지지틀(123)이 상기 진공 챔버(110) 외부에 구비되는 상기 마그넷 구동수단(140)과 착탈식으로 체결되어, 상기 캡들(124, 125)과는 별개로 회전될 수 있게 하고, 상기 캐소드 전극(120)의 전체 길이를 축소시킬 수 있고, 전체 길이 대비 자기장 발생 영역을 최대화시키기 위함이다.
즉, 상기 마그넷 지지틀(123)은 상기 제 2캡(125)과 체결되는 상기 마그넷 구동수단(140)에 의해 구동력을 전달받아, 상기 마그넷(122)이 회전되게 한다.
또한, 상기 마그넷 지지틀(123)의 타단부(123b) 단면에는 키 홈(key way)이 형성되는 것이 바람직하다.
이는 상기 마그넷 지지틀(123)의 상기 키 홈(a)에 상기 마그넷 구동수단(140)의 키가 체결되어, 상기 마그넷 구동수단(140)의 동력을 용이하게 전달받기 위함이다.
역으로, 상기 마그넷 지지틀(123)의 타단부(123b) 단면에는 키가 형성되고, 상기 마그넷 구동수단(140)에는 키 홈이 형성될 수 있으나, 이 경우 상기 마그넷 지지틀(123)의 키가 상기 제2 캡(125)의 외부로 돌출될 수 있으므로 바람직하지 않다.
이는 상기 제2 캡(125)의 외부로 키가 돌출될 경우에는, 유지 보수시 상기 마그넷(122)의 교체가 어려우며, 파손이 발생될 위험성이 커지기 때문이다.
즉, 본 발명에 따른 플라즈마 증착장치(100)의 상기 전극 본체(121)는 상기 제1 캡(124)으로부터 구동력을 전달받아 회전되고, 상기 마그넷(122)은 상기 마그넷 지지틀(123)로부터 구동력을 전달받아 회전되는 것이다.
이에 따라, 상기 캐소드 전극(120)은 상기 전극 본체(121)와 상기 마그넷(122)이 별개로 회전될 수 있으므로, 다양한 증착 조건에 따라 자기장의 형성 위치를 용이하게 제어할 수 있는 장점을 지닌다.
또한, 상기 캐소드 전극(120)은 가이드 부재(126)를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 가이드 부재(126)는 일측이 상기 마그넷 지지틀(123)의 외면과 결합되고, 타측은 상기 전극 본체(121)의 내측면과 접촉하도록 구비된다.
이는 상기 마그넷 지지틀(123)의 회전축의 위치는 유치한 채, 상기 전극 본체(121)의 내부에서 회전할 수 있도록 가이드하는 역할을 하기 위함이다.
도 4는 본 발명에 따른 플라즈마 증착 장치(100)의 제1 캡(124)을 보여주는 단면도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 플라즈마 증착 장치(100)의 제1 캡(124)은 제1 내측 캡(124-1), 제1 외측 캡(124-2) 및 제1 스냅 링(124-3)을 포함하여 이루어질 수 있다.
여기서, 상기 제1 내측 캡(124-1)은 중공이 형성된 원판 형상으로, 상기 전극 본체(121)의 일측 내부에 끼워지며, 상기 중공에는 상기 마그넷 지지틀(123)의 일측이 삽입되어 끼워진다.
또한, 상기 제1 외측 캡(124-2)은 중공이 형성된 원판 형상으로, 상기 제1 내측 캡(124-1)과 면접하도록 체결되고, 상기 전극 본체(121)의 일측과 연결되며, 상기 전극 본체(121)를 회전시킨다.
또한, 상기 제1 스냅 링(124-3)은 상기 제1 내측 캡(124-1)이 상기 전극 본체(121)의 외부로 이탈되지 않도록 상기 제1 내측 캡(124-1)이 걸리게 하는 수단으로, 상기 전극 본체(121)의 내주 소정 위치에 체결된다.
또한, 상기 제1 내측 캡(124-1)에는 냉각수 유입홀(124-1a)이 형성되는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 냉각수 유입홀(124-1a)은 상기 전극 본체(121)의 내부공간과 상기 제1 외측 캡(124-2)의 중공을 연통되게 하는 홀로서, 외부로부터 냉각수를 공급받아, 상기 전극 본체(121)의 내부공간에 유입되게 하여, 상기 마그넷(122)의 손상을 방지할 수 있게 한다.
도 5는 본 발명에 따른 플라즈마 증착 장치(100)의 제2 캡(125)을 보여주는 단면도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 증착 장치(100)의 제2 캡(125)은 제2 내측 캡(125-1), 제2 외측 캡(125-2) 및 제2 스냅 링(125-3)을 포함하여 이루어질 수 있다.
여기서, 상기 제2 내측 캡(125-1)은 중공이 형성된 원판 형상으로, 상기 전극 본체(121)의 타측 내부에 끼워지며, 상기 중공에는 상기 마그넷 지지틀(123)의 타측이 삽입되어 끼워진다.
또한, 상기 제2 외측 캡(125-2)는 중공이 형성된 원판 형상으로, 상기 제2 내측 캡(125-1)과 면접하도록 체결되고, 상기 전극 본체(121)의 타측과 연결되며, 상기 전극 본체(121)와 함께 회전된다.
또한, 상기 제2 스냅 링(125-3)은 상기 제2 내측 캡(125-1)이 상기 전극 본체(121)의 외부로 이탈되지 않도록 상기 제2 내측 캡(125-1)이 걸리게 하는 수단으로, 상기 전극 본체(121)의 내주 소정 위치에 끼워져 체결된다.
또한, 상기 제2 내측 캡(125-1)에는 냉각수 유출홀(125-1a)이 형성되는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 냉각수 유출홀(125-1a)은 상기 전극 본체(121)의 내부공간과 상기 제2 외측 캡(125-2)의 중공을 연통되게 하는 홀로서, 상기 전극 본체(121)의 내부공간으로 유입된 냉각수를 배출할 수 있게 한다.
도 6은 본 발명에 플라즈마 증착 장치(100)의 캐소드 전극(120)을 보여주는 단면도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 캐소드 전극(120)의 마그넷(122)은 제1 마그넷(122a)과 제2 마그넷(122b)으로 구비될 수 있다.
또한, 상기 마그넷(122)의 개수는 제한되는 바가 아니며, 적어도 2개 이상이 서로 이격되어 구비될 수 있다.
또한, 상기 제1 마그넷(122a)과 상기 제2 마그넷(122b)는 서로 다른 극성이 적층된 트랙 형상으로 구비될 수 있으며, 상기 제1 마그넷(122a)와 상기 제2 마그넷(122b) 사이에 자기장이 발생되도록 배열된다.
즉, 상기 제1 마그넷(122a)의 내주로 상기 제2 마그넷(122b)가 삽입되는 형태로 배열될 수 있다.
이하에서는, 도 7을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 증착장치(100)의 캐소드 전극(120) 조립 예를 구체적으로 설명하기로 한다.
먼저, 상기 전극 본체(121)의 일측(121-1) 내부에 상기 제1 내측 캡(124-1)을 삽입한다(a).
또한, 상기 전극 본체(121)의 내면에는 상기 제1 내측 캡(124-1)이 상기 전극 본체(121)의 중앙부를 향해 삽입되는 거리가 소정 거리로 제한되게 하는 단턱부(121a-1)가 형성될 수 있다.
다음으로, 상기 제1 스냅링(124-3)을 상기 전극 본체(121)에 끼워넣는다(b).
다음, 상기 전극 본체(121)의 내부에 상기 마그넷(122)이 부착된 상기 마그넷 지지틀(123)을 삽입하여 위치시킨다(c).
이때, 상기 전극 본체(121)의 타측(121-2)을 통해 상기 마그넷 지지틀(123)이 끼워진다.
또한, 상기 마그넷 지지틀(123)은 상기 전극 본체(121) 내부에서 상기 전극 본체(121)의 중심축 방향으로 왕복 이동 가능하도록 구비된다.
다음, 상기 마그넷 지지틀(123)의 일측(123a)이 상기 제1 내측캡(124-1)의 중공에 끼워지도록 밀어 넣는다(d).
이때, 상기 제1 내측 캡(124-1)은 상기 마그넷 지지틀(123)의 일측 단턱부(123a-1)에 걸려 가압되고, 상기 전극 본체(121)의 일측(121-1) 단부를 향해 소정거리 이동된다.
다만, 상기 제1 내측 캡(124-1)은 상기 제1 스냅 링(124-3)에 걸려, 상기 전극 본체(110)의 외부로 이탈되지는 않는다.
다음, 상기 제1 외측 캡(124-2)을 상기 제1 내측 캡(124-1)과 면접하도록 체결하는 동시에, 상기 전극 본체의 일측(121-1)에 고정시킨다(e).
다음, 상기 전극 본체(121)의 타측(121-2) 내부에 상기 제2 내측 캡(125-1)을 삽입한다(f).
또한, 상기 제2 내측 캡(125-1)의 중공에 상기 마그넷 지지틀(123)의 타측(123b)이 끼워지도록 밀어 넣는다.
또한, 상기 전극 본체(121)의 내면에는 상기 제2 내측 캡(125-1)이 상기 전극 본체(121)의 중앙부를 향해 삽입되는 거리가 소정 거리로 제한되게 하는 단턱부(121a-2)가 형성될 수 있다.
다음, 상기 제2 스냅링(125-3)을 상기 전극 본체(121)의 타측(121-2)을 통해 끼워넣는다(g).
다음, 상기 마그넷 지지틀(123)의 일단부를 상기 전극 본체(121)의 타측(121-2) 방향으로 밀어 소정 거리 이동시킨다(h).
이때, 상기 제2 내측 캡(125-1)은 상기 마그넷 지지틀(123)의 타측 단턱부(123b-1)에 걸려 상기 마그넷 지지틀(123)과 함께 이동되며, 상기 제2 스냅링(125-3)에 걸려, 상기 전극 본체(121)의 외부로 이탈되지는 않는다.
다음, 상기 제2 외측 캡(125-2)을 상기 제2 내측 캡(125-1)과 면접하도록 체결하는 동시에, 상기 전극 본체(121)에 고정시킨다(i).
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 플라즈마 증착 장치(100)는 전극 본체 구동수단과 마그넷 구동수단이 진공 챔버 외부에서 상기 캡들(124, 125)에 착탈식으로 체결할 수 있어, 캐소드 전극의 전체 길이는 축소할 수 있고, 전체 길이 대비 자기장 발생 영역을 최대화함으로써, 챔버 내부에서 증착 물질이 균일하게 비산되게 하여 증착 품질, 증착 효율을 향상시킬 수 있는 장점을 지닌다.
더욱이, 상기 제1 캡(124), 상기 전극 본체(121) 및 상기 제2 캡(125)이 함께 회전되고, 상기 마그넷(122)은 별개로 회전될 수 있는 구조이므로, 다양한 증착 조건에 따라 자기장의 형성 위치를 용이하게 제어할 수 있고, 상기 캐소드 전극(120)의 구성 부품 간 체결이 용이하여, 장치의 조립성이 개선된 장점을 지닌다.
또한, 상기 전극 본체 구동수단(130)과 상기 마그넷 구동수단(140)이 간단한 구조로 체결될 수 있으며, 일체로 패키지화될 수 있게 된다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.
110 : 진공 챔버 120 : 캐소드 전극
121 : 전극 본체 122 : 마그넷
123 : 마그넷 지지틀 124 : 제1 캡
124-1 : 제1 내측캡 124-2 : 제1 외측캡
124-3 : 제1 스냅링 125 : 제2 캡
125-1 : 제2 내측캡 125-2 : 제2 외측캡
125-3 : 제2 스냅링 126 : 가이드 부재
130 : 전극본체 구동수단 140 : 마그넷 구동수단
150 : 지지프레임

Claims (13)

  1. 증착 대상물인 기재를 내부공간에 위치시킬 수 있는 진공 챔버;
    상기 진공 챔버 내부에서 회전가능하도록 구비되는 전극 본체와 상기 전극 본체 내측에 구비되는 마그넷을 포함하여, 상기 기재를 향해 플라즈마를 발생시키는 캐소드 전극;
    상기 진공 챔버의 일측 외부에 구비되며, 상기 진공 챔버를 관통하여 상기 전극 본체와 체결되어 상기 전극 본체를 회전시키는 전극 본체 구동수단; 및
    상기 진공 챔버의 타측 외부에 구비되며, 상기 진공 챔버를 관통하여 상기 마그넷과 체결되어 상기 마그넷을 회전시키는 마그넷 구동수단;을 포함하고,
    상기 캐소드 전극은
    양측이 개방된 원통형상의 전극 본체;
    상기 전극 본체의 일측에 체결되며, 상기 전극 본체와 함께 회전할 수 있는 제1 캡;
    상기 전극 본체의 타측에 체결되며, 상기 전극 본체와 함께 회전할 수 있는 제2 캡;
    상기 전극 본체의 길이 방향으로 구비되는 마그넷 지지틀; 및
    상기 마그넷 지지틀 외측면 소정 위치에 부착되는 마그넷;을 포함하고,
    상기 마그넷 지지틀의 일단은 상기 제1 캡의 중앙부를 관통하고, 타단은 상기 제2 캡의 중앙부를 관통하여, 상기 마그넷 지지틀이 상기 캡들 상에서 회전 가능하도록 구비되되, 상기 마그넷 지지틀의 양단은 상기 캡들의 외부로 돌출되지 않게 구비되며,
    상기 전극 본체 구동수단은 상기 제1 캡에 착탈식으로 체결 가능하고, 상기 제1 캡에 체결되었을 때, 상기 제1 캡으로 구동력을 전달하며, 상기 전극 본체가 회전되게 하고,
    상기 마그넷 구동수단은 상기 제2 캡에 착탈식으로 체결 가능하고, 상기 제2 캡에 체결되었을 때, 상기 마그넷 지지틀로 구동력을 전달하여, 상기 마그넷이 회전되게 하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 증착 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 캐소드 전극의 폭은 상기 진공 챔버의 내부 폭과 대응되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 증착 장치.
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 마그넷 지지틀의 타단부에는 상기 마그넷 구동수단의 키와 체결되어 동력을 전달받을 수 있는 키 홈(key way)이 형성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 증착 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 진공 챔버의 내측면에는
    상기 캐소드 전극을 상기 진공 챔버의 내부 공간 소정위치에 떠 있도록 지지하는 적어도 하나의 지지 프레임이 설치된 것을 특징으로 하는 플라즈마 증착 장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 캡은
    중공이 형성된 원판 형상으로, 상기 전극 본체의 일측 내부에 끼워지며, 상기 중공에 마그넷 지지틀의 일측이 끼워지는 제1 내측 캡;
    중공이 형성된 원판 형상으로, 상기 제1 내측 캡과 면접하도록 체결되고, 상기 전극 본체의 일측과 연결되며, 상기 전극 본체와 함께 회전되는 제1 외측 캡;
    상기 전극 본체의 소정위치에 구비되어 상기 제1 내측 캡이 상기 전극 본체의 외부로 이탈되지 않도록 상기 제1 내측 캡이 걸리게 하는 제1 스냅 링;을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 증착 장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 제2 캡은
    중공이 형성된 원판 형상으로, 상기 전극 본체의 타측 내부에 끼워지며, 상기 중공에 마그넷 지지틀의 타측이 끼워지는 제2 내측 캡;
    중공이 형성된 원판 형상으로, 상기 제2 내측 캡과 면접하도록 체결되고, 상기 전극 본체의 타측과 연결되며, 상기 전극 본체와 함께 회전되는 제2 외측 캡;
    상기 전극 본체의 소정위치에 구비되어 상기 제2 내측 캡이 상기 전극 본체의 외부로 이탈되지 않도록 상기 제2 내측 캡이 걸리게 하는 제2 스냅 링;을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 증착 장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 제1 내측 캡에는 상기 전극 본체의 내부공간과 상기 제1 외측 캡의 중공을 연통되게 하고, 외부로부터 냉각수를 공급받을 수 있는 냉각수 유입홀이 형성되고,
    상기 제2 내측 캡에는 상기 전극 본체의 내부공간과 상기 제2 외측 캡의 중공을 연통되게 하여, 상기 전극 본체의 내부공간으로 유입된 냉각수를 배출할 수 있는 냉각수 배출홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 증착 장치.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 마그넷 지지틀은
    상기 전극 본체 내부에서 상기 전극 본체의 중심축 방향으로 소정 거리 이동가능하도록 구비되되, 상기 내측 캡들의 중공에서 이탈되지 않도록 구비되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 증착 장치.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 전극 본체의 양측 내면에는
    상기 내측 캡들이 상기 전극 본체의 중앙부를 향해 이동될 수 있는 거리가 소정 거리로 제한되게 하는 단턱부가 형성된 것을 특징으로 하는 플라즈마 증착 장치.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 캐소드 전극은
    일측이 상기 마그넷 지지틀의 외면과 결합되고, 타측은 상기 전극 본체의 내측면과 접촉하며, 상기 마그넷 지지틀의 회전축의 위치는 유지한 채, 상기 전극 본체의 내부에서 회전할 수 있도록 가이드 하는 적어도 하나의 가이드 부재;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 증착 장치.
  13. 제 1항에 있어서,
    상기 마그넷은 서로 다른 극성이 적층된 트랙 형상으로 복수개가 구비되고, 이웃하는 마그넷 사이에 자기장이 발생되도록 배열되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 증착 장치.
KR1020150186431A 2015-12-24 2015-12-24 플라즈마 증착 장치 KR101800202B1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150186431A KR101800202B1 (ko) 2015-12-24 2015-12-24 플라즈마 증착 장치
PCT/KR2016/014558 WO2017111371A2 (ko) 2015-12-24 2016-12-13 플라즈마 증착 장치
TW105142129A TW201731348A (zh) 2015-12-24 2016-12-20 電漿沉積設備

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150186431A KR101800202B1 (ko) 2015-12-24 2015-12-24 플라즈마 증착 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170076315A KR20170076315A (ko) 2017-07-04
KR101800202B1 true KR101800202B1 (ko) 2017-12-20

Family

ID=59356901

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150186431A KR101800202B1 (ko) 2015-12-24 2015-12-24 플라즈마 증착 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101800202B1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109289458B (zh) * 2018-12-07 2024-08-16 合肥中车轨道交通车辆有限公司 一种等离子体净化器端块结构

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101160680B1 (ko) * 2009-12-03 2012-06-28 (주)에스엔텍 원통형 스퍼터링 캐소드

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101160680B1 (ko) * 2009-12-03 2012-06-28 (주)에스엔텍 원통형 스퍼터링 캐소드

Also Published As

Publication number Publication date
KR20170076315A (ko) 2017-07-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10801102B1 (en) Cathode assemblies and sputtering systems
KR100846484B1 (ko) Ｒｍｉｍ 전극 및 그 제조방법 및 이를 채용하는 스퍼터링장치
US6224726B1 (en) Cathodic arc coating apparatus
US5409590A (en) Target cooling and support for magnetron sputter coating apparatus
TW201843324A (zh) 用以控制由脈衝式直流物理氣相沉積形成之材料層中之應力變化之方法及設備
KR20040065648A (ko) 마그네트론 캐소드 및 이를 채용하는 마그네트론 스퍼터링장치
WO2007044344A3 (en) Method and apparatus for cylindrical magnetron sputtering using multiple electron drift paths
KR101800202B1 (ko) 플라즈마 증착 장치
US20140116878A1 (en) Apparatus and method for sputtering a target using a magnet unit
EP1211332A1 (en) Magnetron unit and sputtering device
KR0178555B1 (ko) 회전 마그네트 캐소드를 갖는 마그네트론 스퍼터 코팅 장치 및 그 방법
US6402903B1 (en) Magnetic array for sputtering system
KR101800199B1 (ko) 복수 개의 캐소드 전극이 구비된 플라즈마 증착 장치
KR102101720B1 (ko) 스퍼터링 장치
KR20170076314A (ko) 증착 장치용 캐소드 전극
JP2008163355A (ja) マグネトロンスパッタ装置及び薄膜製造方法
CN114214596B (zh) 磁控溅射镀膜腔室、镀膜机以及镀膜方法
KR20170031435A (ko) 스퍼터링 장치
JP4219566B2 (ja) スパッタ装置
JPH11140639A (ja) マグネトロン装置及びスパッタリング装置
TWI673797B (zh) 製程零件、半導體製造設備及半導體製造方法
KR101105842B1 (ko) 환상형 타겟 마그네트론 스퍼터링 장치
JP5490098B2 (ja) イオンエッチングされた面を有する加工物の製造方法
JP6533913B2 (ja) プラズマ表面処理装置
US9583304B2 (en) Processing apparatus and shield

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant