KR101899008B1 - 분할형 마그넷을 갖는 스퍼터링 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기판과, 상기 기판과 대향되는 영역에 위치하는 타겟과, 상기 타겟과 대향되는 영역에 위치하되, 수직 방향으로 길이를 갖고, 수평 방향으로 이격되어 배열된 다수의 마그넷부로 이루어진 스퍼터링 장치에 있어서, 상기 각각의 마그넷부는 상기 타겟과의 거리를 독립적으로 조정할 수 있도록 상기 길이 방향으로 분할된 다수의 분할형 마그넷을 포함하는 분할형 마그넷을 포함하는 스퍼터링 장치를 개시한다.

Description

분할형 마그넷을 갖는 스퍼터링 장치{Sputtering Device having split type magnet}

본 발명은 분할형 마그넷을 갖는 스퍼터링 장치에 관한 것이다.

스퍼터링은 액정 표시 장치(liquid crystal display), 유기 발광 표시 장치(organic light-emitting diode device)와 같은 평판 표시 장치를 구성하는 유리 기판에 박막을 증착하는 주된 방법이다.

스퍼터링 장치는 타겟의 후방에 마그넷을 배치시켜 전면에 자계가 생성되도록 하여 기판에 박막을 증착시키는데, 이때 타겟의 전면에 전체적으로 균일하게 자계가 형성되지 않아 기판에 형성되는 박막의 두께 차이가 발생하게 된다. 특히, 기판의 상부와 하부는 중심부에 비하여 박막이 두껍게 증착되는 문제가 있다. 따라서, 스퍼터링 장치는 기판에 성막되는 물질의 막 두께 및 면 저항 산포를 향상시키기 위해 마그넷 자체를 기울이는 방법 등이 이용되고 있다. 그러나, 이러한 방법은 마그넷이 전체적으로 움직이기 때문에 전체의 막 두께 및 면 저항 산포의 개선 효과가 크지 않다.

또한, 마그넷의 표면에 자기 션트를 두어 국부적인 부위에 플라즈마 밀도를 변화시켜주는 방법도 있으나, 이러한 방법은 챔버를 진공 상태로 유지하지 못하고 조정하여야 하는 문제가 있다.

대한민국공개특허공보 2011-0129279(2011.12.01)

본 발명은 기판에 성막되는 박막의 막 두께 및 면 저항 산포를 감소시킬 수 있는 분할형 마그넷을 갖는 스퍼터링 장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 스퍼터링 장치는 기판과, 상기 기판과 대향되는 영역에 위치하는 타겟과, 상기 타겟과 대향되는 영역에 위치하되, 수직 방향으로 길이를 갖고, 하나 또는 수평 방향으로 이격되어 배열된 다수의 마그넷부로 이루어진 스퍼터링 장치에 있어서, 상기 각각의 마그넷부는 상기 타겟과의 거리를 독립적으로 조정할 수 있도록 상기 길이 방향으로 분할된 다수의 분할형 마그넷을 포함한다.

상기 수직 방향 중 상측 영역 및 하측 영역과 대응하는 분할형 마그넷과 타겟 사이의 거리는 상기 수직 방향 중 중앙 영역과 대응하는 분할형 마그넷과 타겟 사이의 거리보다 작거나 크게 될 수 있다.

상기 각각의 분할형 마그넷은 마그넷 유닛; 상기 마그넷 유닛에 결합되어 상기 챔버의 벽을 관통하는 볼 샤프트; 상기 마그넷 유닛에 결합되어 상기 챔버의 벽을 관통하는 샤프트 가이드; 상기 지지대를 관통한 볼 샤프트 및 샤프트 가이드가 관통하는 유닛 지지대; 및 상기 유닛 지지대를 관통한 볼 샤프트에 결합되어 상기 마그넷 유닛의 이동 거리를 조정하는 거리 조정부를 포함할 수 있다. 상기 거리 조정부는 상기 볼 샤프트에 결합된 핸들 또는 모터일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 분할형 마그넷을 갖는 스퍼터링 장치는 기판과, 상기 기판과 대향되는 영역에 위치하는 타겟과, 상기 타겟과 대향되는 영역에 위치하되, 상측 영역, 중앙 영역 및 하측 영역의 방향으로 길이를 갖고, 좌측 영역, 중앙 영역 및 우측 영역의 방향으로 이격되어 배열된 다수의 마그넷부로 이루어진 스퍼터링 장치에 있어서, 상기 각각의 마그넷부는 상기 타겟과의 거리를 독립적으로 조정할 수 있도록 상기 길이 방향으로 분할된 다수의 분할형 마그넷을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 분할형 마그넷을 갖는 스퍼터링 장치는 기판과, 상기 기판과 대향되는 영역에 위치하는 타겟과, 상기 타겟과 대향되는 영역에 위치하되, 수직 방향으로 길이를 갖고, 하나 또는 수평 방향으로 이격되어 배열된 다수의 마그넷부를 포함하는 스퍼터링 장치에 있어서, 상기 마그넷부는 중앙 마그넷을 포함하며, 상기 중앙 마그넷이 상기 타겟에 대하여 전후진되고 틸팅되도록 형성되는 중앙 마그넷 유닛과, 상기 중앙 마그넷의 상부에 위치하는 상부 마그넷을 포함하며, 상기 상부 마그넷이 상기 중앙 마그넷과 독립적으로 또는 함께 전후진되도록 형성되는 상부 마그넷 유닛 및 상기 중앙 마그넷의 하부에 위치하는 하부 마그넷을 포함하며, 상기 하부 마그넷이 상기 중앙 마그넷과 독립적으로 전후진되도록 형성되는 하부 마그넷 유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 스퍼터링 장치는 다수의 분할형 마그넷을 구비하고, 상측 영역과 하측 영역 및 중앙 영역에서의 다수의 분할형 마그넷과 타겟 사이의 거리를 조정함으로써, 조정한 부위의 타겟 표면의 플라즈마 밀도를 변화시켜 기판에 성막되는 박막의 막 두께 및 면 저항 산포를 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 분할형 마그넷을 갖는 스퍼터링 장치의 구성을 도시한 개략적인 평면도이고, 도 1b는 측면도이다.
도 2a는 하나의 분할형 마그넷을 도시한 확대 측면도이며, 도 2b는 분할형 마그넷의 거리 조정 상태를 도시한 확대 측면도이다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 분할형 마그넷을 갖는 스퍼터링 장치 중에서 각각의 분할형 마그넷과 타겟 사이의 거리 조정 상태를 도시한 측면도이고, 도 3b는 기판에 형성되는 막 두께의 분포를 개략적으로 도시한 정면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 분할형 마그넷을 갖는 스퍼터링 장치에 대한 수직 단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

먼저, 본 발명의 일 실시예에 따른 분할형 마그넷을 갖는 스퍼터링 장치에 대하여 설명한다.

도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 분할형 마그넷을 갖는 스퍼터링 장치의 구성을 도시한 개략적인 평면도이고, 도 1b는 측면도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 분할형 마그넷을 갖는 스퍼터링 장치(100)는 진공 챔버(110), 기판(120), 기판 지지대(130), 타겟(140), 수평 방향으로 이격되어 배열된 다수의 마그넷부(150), 진공부(160) 및 가스 주입부(170)를 포함한다. 여기서, 수평 방향은 도면 중 X축 방향이고, 수직 방향은 도면중 Z축 방향을 의미한다.

상기 진공 챔버(110)는 고진공 상태로 유지되며, 기판(120)에 박막을 증착하기 위한 스퍼터링이 이루어지는 공간이다. 상기 진공 챔버(110)의 내부 일측에 기판(120)이 수직 방향으로 세워져 있고, 기판(120)을 지지하는 기판 지지대(130)가 세워져 설치되어 있으며, 타측에 증착 물질인 타겟(140)과 자기장을 발생하는 다수의 마그넷부(150)가 세워져 형성되어 있다. 더불어, 상기 진공 챔버(110)의 외부에는 진공 챔버(110)의 내부를 진공으로 유지시키는 진공부(160)가 연결되어 있다. 또한, 상기 진공 챔버(110)의 외부에는 진공 챔버(110)의 내부에 플라즈마 가스를 공급하는 가스 공급부(170)가 연결되어 있다.

상기 기판(120)은 진공 챔버(110)의 일측에 수직 방향으로 세워져 형성된다. 상기 기판(120)의 일면은 기판 지지대(130)에 결합되고, 타면은 타겟(140)과 마주보게 된다. 상기 기판(120)은 액정 표시 장치(liquid crystal display), 플라즈마 표시 장치(plasma display panel device), 유기 발광 표시 장치(organic light-emitting diode device)와 같은 평판 표시 장치를 구성하는 유리 기판일 수 있으나, 이로서 본 발명을 한정하는 것은 아니다.

상기 기판 지지대(130)는 진공 챔버(110)의 일측에 수직 방향으로 세워져 형성되며, 기판(120)을 지지하여 진공 챔버(110)에 고정시키는 역할을 한다. 상기 기판 지지대(130)에는 외부의 양극 전원이 인가될 수 있다.

상기 타겟(140)은 기판(120)과 이격되어 진공 챔버(110)의 타측에 수직 방향으로 세워져 형성된다. 상기 타겟(140)의 일면은 기판(120)과 마주보며, 타겟(140)은 기판(120)보다 크게 형성될 수 있다. 상기 타겟(140)은 기판(120)에 박막을 형성하는 물질로 이루어진다. 일례로, 상기 타겟(140)은 형성하고자 하는 막에 따라, 알루미늄(Al)이나 알루미늄 합금(AlNd), 티타늄(Ti), 코발트(Co), 아연(Zn), 구리(Cu), 실리콘(Si), 백금(Pt), 금(Au) 등의 다양한 물질로 구성할 수 있다. 그러나, 이러한 물질로 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 상기 타겟(140)에는 외부의 음극 전원이 인가될 수 있다.

상기 다수의 마그넷부(150)는 타겟(140)과 대향되는 영역에 위치하며, 수직 방향으로 세워져 형성되고 동시에, 수평 방향으로 이격되어 배열된 형태를 형성된다. 즉, 상기 다수의 마그넷부(150)는 수직 방향으로 하나의 마그넷부로 형성되고, 수평 방향으로 다수가 이격되어 배열된 형태를 한다. 또 다르게 설명하면, 상기 다수의 마그넷부(150)는 상측 영역, 중앙 영역 및 하측 영역을 갖는 하나의 마그넷부로 형성되고, 좌측 영역, 중앙 영역 및 우측 영역의 방향으로 다수가 이격되어 배열된 형태를 한다. 한편, 상기 다수의 마그넷부(150)는 일체로 형성되어 수평 방향을 기준으로 하나의 마그넷부로 형성될 수 있다.

또한, 상기 다수의 마그넷부(150)는 기존의 틸팅(tilting)형 마그넷에도 적용될 수 있다. 즉, 상기 다수의 마그넷부(150)는 전체적으로 전방 또는 후반으로 틸팅되면서 상측 영역 또는 하측 영역이 중앙 영역에 대비하여 전방 또는 후방으로 이동되도록 형성될 수 있다.

또한, 상기 다수의 마그넷부(150)는 기존의 전후 이동형 마그넷에도 적용될 수 있다. 즉, 상기 다수의 마그넷부(150)는 전체적으로 전방 또는 후방으로 이동하면서 상측 영역 또는 하측 영역이 중앙 영역에 대비하여 전방 또는 후방으로 이동되도록 형성될 수 있다.

또한, 상기 다수의 마그넷부(150)는, 도 1b에 도시된 바와 같이, 타겟(140)과의 거리를 독립적으로 조정할 수 있도록 수직 방향의 길이 방향으로 분할된 다수의 분할형 마그넷(150a, 150b, 150c)을 포함한다. 비록 도면에서는 동일한 길이를 갖는 3개의 분할형 마그넷(150a, 150b, 150c)이 도시되어 있으나, 이러한 길이 및 개수로 본 발명이 한정되지 않는다. 즉, 성막하고자 하는 기판(120)의 특성에 따라 3개의 분할형 마그넷(150a, 150b, 150c) 상호간의 길이가 다를 수 있으며, 개수도 더 많거나 작을 수 있다. 상기 분할형 마그넷(150a, 150b, 150c)의 상세한 구조는 아래에서 다시 설명하기로 한다.

이와 같이 다수의 수평 방향으로 이격되어 배열된 마그넷부(150)는 타겟(140)의 타면과 이격되어 형성된다. 상기 다수의 마그넷부(150)는 진공 챔버(110)의 내에서 자기장을 발생하여 타겟 물질을 기판(120)에 증착시키는 역할을 한다.

또한, 상술한 바와 같이 수평 방향으로 이격되어 배열된 마그넷부(150)는 각각 수직 방향의 길이 방향으로 분할된 다수의 분할형 마그넷(150a, 150b, 150c)을 포함하므로, 타겟(140)과 분할형 마그넷(150a, 150b, 150c) 사이의 거리가 각각 독립적으로 조정될 수 있다.

일례로, 상술한 수직 방향 중 상측 영역 및 하측 영역과 대응하는 분할형 마그넷(150a, 150c)과 타겟(140) 사이의 거리는 상기 수직 방향 중 중앙 영역과 대응하는 분할형 마그넷(150b)과 타겟(140) 사이의 거리보다 크게 조정될 수 있다. 이와 같이 하는 이유는, 통상적으로 플라즈마의 특성상 기판(120)의 상측 영역 및 하측 영역의 막 두께는 기판(120)의 중앙 영역의 막 두께보다 크게 나타나기 때문이다. 따라서, 기판(120) 또는/및 타겟(140)의 상측 영역 및 하측 영역과 대응하는 분할형 마그넷(150a, 150b)과 타겟(140) 사이의 거리를 기판(120) 또는/및 타겟(140)의 중앙 영역과 대응하는 분할형 마그넷(150c)과 타겟(140) 사이의 거리보다 크게 되도록 조정함으로써, 조정한 부분의 기판(120) 또는/및 타겟(140)의 표면에서 플라즈마 밀도가 낮아지도록 하여, 기판(120)에 성막되는 막 두께를 감소시키고 면 저항을 크게 할 수 있다. 다르게 설명하면, 본 발명에서, 막 두께가 두꺼운 부분은 분할 마그넷(150c)이 타겟(140)으로부터 멀어지도록 하고, 막 두께가 얇은 부분은 분할 마그넷(150c)이 타겟(140)으로부터 가까워지도록 함을 주요 특징으로 한다.

또한, 위에서 기판(120) 또는/및 타겟(140)의 상측 영역 및 하측 영역과 대응하는 분할형 마그넷(150a, 150b)과 타겟(140)사이의 거리를 기판(120) 또는/및 타겟(140)의 중앙 영역과 대응하는 분할형 마그넷(150c)과 타겟(140) 사이의 거리보다 작게 되도록 조정함을 설명하였지만, 경우에 따라 그 반대도 크게 되도록 조정하는 것이 가능하고, 또한 막 두께 및 면 저항에 따라 임의적으로 조정할 수도 있다.

여기서, 상기 기판(120) 또는/및 타겟(140)의 상측 영역 및 하측 영역은 타겟(140)의 상단 및 하단으로부터 전체 폭의 1/10 내지 1/3의 폭을 의미할 수 있으며, 중앙 영역은 나머지 폭을 의미할 수 있다. 그러나, 이러한 수치로 본 발명을 한정하는 것은 아니며, 기판(120) 또는/및 타겟(140)의 상측 영역, 하측 영역 및 중앙 영역은 성막될 기판(120)의 특성에 따라 약간씩 다르게 설정할 수 있다.

이와 같이, 상기 마그넷부(150)는 타겟(140)과의 거리를 독립적으로 조정할 수 있는 다수의 분할형 마그넷(150a, 150b, 150c)을 포함함으로써, 기판(120)의 중앙 영역뿐만 아니라 기판(120)의 상측 영역 및 하측 영역에도 균일한 막 두께 및 면 저항을 갖도록 막을 형성할 수 있게 된다.

상기 진공부(160)는 진공 챔버(110)의 외부에 형성되어, 진공 챔버(110)의 내부를 고진공 상태로 유지시키는 역할을 한다. 상기 진공부(160)는 크라이오(cryo) 펌프 또는 터보 펌프로 형성될 수 있다. 그러나, 이로서 본 발명을 한정하는 것은 아니다.

상기 가스 주입부(170)는 진공 챔버(110)의 외부에 형성되어, 고진공 상태인 진공 챔버(110) 내부에 아르곤(Ar)과 같은 불활성 기체를 주입하는 역할을 한다.

도 2a는 하나의 분할형 마그넷을 도시한 확대 측면도이며, 도 2b는 분할형 마그넷의 거리 조정 상태를 도시한 확대 측면도이다. 여기서, 분할형 마그넷(150a, 150b, 150c)의 구조는 모두 동일하므로, 대표적으로 하나의 분할형 마그넷(150a)에 대하여 그 구조를 설명한다.

도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 상기 분할형 마그넷(150a)은 마그넷(151), 마그넷 지지대(152), 볼 샤프트(153), 샤프트 가이드(154), 유닛 지지대(155) 및 거리 조정부(156)를 포함한다.

상기 마그넷(151)은 N극과 S극을 갖는 영구 자석, 전자석 또는 이의 등가물일 수 있으며, 이는 타겟(140)과의 거리를 유지하며 자력을 발생시킴으로써, 기판(120)과 타겟(140) 사이의 원하는 밀도의 플라즈마가 발생 및 유지되도록 한다.

상기 마그넷 지지대(152)는 상술한 마그넷(151)을 수직 방향에서 지지하는 역할을 한다.

상기 볼 샤프트(153)는 마그넷 지지대(152)에 일단이 결합되고, 타단은 챔버 벽(157)을 관통하여 유닛 지지대(155)에 결합된다. 더불어, 볼 샤프트(153)의 타단은 하기할 거리 조정부(156)에 연결됨으로써, 거리 조정부(156)의 동작에 따라 정해진 방향으로 회전한다.

상기 샤프트 가이드(154)는 마그넷 유닛(151)에 결합되어 챔버 벽(157)을 관통하는 유닛 지지대(155)에 결합된다.

상기 유닛 지지대(155)는 상술한 챔버 벽(157)을 관통한 볼 샤프트(153) 및 샤프트 가이드(154)의 끝단에 결합된다.

또한, 상기 거리 조정부(156)는 유닛 지지대(155)를 관통한 볼 샤프트(153)에 결합되어 마그넷 유닛(151)의 이동 거리를 조정할 수 있도록 되어 있다. 상기 거리 조정부(156)는 볼 샤프트(153)에 결합된 핸들(156b), 모터 및 그 등가물 중에서 선택된 어느 하나일 수 있으나, 본 발명에서 이를 한정하는 것은 아니다. 도면중 미설명 부호 156a는 볼 샤프트(153)와 핸들(156b) 사이에 결합된 감속기이다.

이와 같이 하여, 본 발명에서는 거리 조정부(156)의 동작에 따라 볼 샤프트(153)가 시계 방향으로 회전하거나, 또는 반시계 방향으로 회전한다. 이에 따라, 마그넷 유닛(151)은 샤프트 가이드(154)에 의해 가이드되면서 타겟(140)쪽으로 가까워지거나 또는 타겟(140)으로부터 멀어지게 된다.

따라서, 본 발명에서는 기판(120)에 성막되는 막 두께 및 면 저항을 고려하여, 국부적으로 분할형 마그넷(150a)과 타겟(140) 사이의 거리를 조정함으로써, 기판(120)의 막 두께 및 면 저항 산포를 최소화시킬 수 있게 된다.

더욱이, 본 발명에서는 진공 챔버(110)의 내부 진공도를 변화시키지 않으면서도, 외부에서 간단하게 거리 조정부(156)를 조정함으로써, 타겟(140)과 마그넷 유닛(151) 사이의 거리를 손쉽게 조정할 수 있다.

도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 분할형 마그넷을 갖는 스퍼터링 장치 중에서 각각의 분할형 마그넷과 타겟 사이의 거리 조정 상태를 도시한 측면도이고, 도 3b는 기판에 형성되는 막 두께의 분포를 개략적으로 도시한 정면도이다.

도 3b에서 상대적으로 진한 해칭으로 표시된 영역은 대략 기판(120)의 중앙 영역으로 막 두께가 상대적으로 얇게 형성되는 부분이고, 상대적으로 옅은 해칭으로 표시된 영역은 대략 기판(120)의 상측 영역 및 하측 영역으로 막 두께가 상대적으로 두껍게 형성되는 부분을 의미한다.

도 3a에 도시된 바와 같이, 상기 마그넷부(150)는 타겟(140)과 대향되는 영역에 위치하고, 상측 영역, 중앙 영역 및 하측 영역의 방향(수직 방향)으로 길이를 갖는다. 물론, 상술한 바와 같이, 상기 다수의 마그넷부(150)가 좌측 영역, 중앙 영역 및 우측 영역의 방향(수평 방향)으로 이격되어 배열된다. 또한, 상기 각각의 마그넷부(150)는 타겟(140)과의 거리가 독립적으로 조정될 수 있도록 길이 방향(수직 방향)으로 분할된 다수의 분할형 마그넷(150a, 150b, 150c)을 포함한다.

따라서, 일례로 도 3b에 도시된 바와 같이, 상기 기판(120)의 상측 영역과 하측 영역의 막 두께가 중앙 영역에 비해 상대적으로 크다면, 도 3a에 도시된 바와 같이, 상측 영역 및 하측 영역과 대응하는 분할형 마그넷(150a, 150b)과 타겟(140) 사이의 거리(L1, L2)를 중앙 영역과 대응하는 분할형 마그넷(150c)과 타겟(140) 사이의 거리(L3)보다 크게 조정함으로써, 기판(120)의 상측 영역, 하측 영역 및 중앙 영역의 막 두께 및 면 저항 산포를 최소화시킬 수 있게 된다.

좀더 구체적으로, 아래의 표 1은 타겟(140)과 분할형 마그넷(150a, 150b, 150c) 사이의 거리가 모두 동일한 경우의 수평 방향으로 소정 간격으로 측정된 면 저항을 기재한 것이고, 표 2는 타겟(140)과 분할형 마그넷(150a, 150b, 150c) 사이의 거리를 대략 도 3a에서와 같이 조정한 후의 면 저항을 기재한 것이다.

Ref.	P1(Ω/□)	P2(Ω/□)	P3(Ω/□)	P4(Ω/□)	P5(Ω/□)	UT(%)
1	0.6519	0.5525	0.4951	0.6247	0.6424	13.67
2	0.6539	0.5888	0.5562	0.6418	0.6433	8.07
3	0.6460	0.6178	0.5883	0.6677	0.6610	6.32
4	0.6513	0.6469	0.6152	0.6896	0.6665	5.70
5	0.6442	0.6275	0.5917	0.6648	0.6618	5.82
6	0.6240	0.6012	0.5576	0.6453	0.6690	9.08
7	0.6440	0.5848	0.5392	0.6150	0.6774	11.36

Ref.	P1(Ω/□)	P2(Ω/□)	P3(Ω/□)	P4(Ω/□)	P5(Ω/□)	UT(%)
1	0.6429	0.5514	0.5269	0.6083	0.6484	10.34
2	0.6459	0.5985	0.6126	0.6491	0.6459	4.06
3	0.6442	0.6340	0.6592	0.6835	0.6628	3.76
4	0.6518	0.6697	0.6874	0.7099	0.6731	4.27
5	0.6430	0.6484	0.6579	0.6820	0.6685	2.94
6	0.6222	0.6114	0.6061	0.6546	0.6761	5.46
7	0.6370	0.5755	0.5625	0.6111	0.6780	9.31

표 1에 기재된 바와 같이, 타겟(140)과 분할형 마그넷(150a, 150b, 150c) 사이의 거리가 모두 동일한 경우, 최상단 영역 및 최하단 영역의 면 저항 균일도(UT)는 각각 13.67% 및 11.36%이다. 그러나, 표 2에 기재된 바와 같이, 타겟(140)과 분할형 마그넷(150a, 150b, 150c) 사이의 거리가 도 3a에서와 같이 조정된 경우, 최상단 영역 및 최하단 영역의 면 저항 균일도(UT)는 각각 10.34% 및 9.31%로 작아짐을 볼 수 있다.

여기서, Ref. 1,7을 각각 상부 영역 및 하부 영역으로 볼 수 있고, Ref. 2~6을 중앙 영역으로 볼 수 있다. 더불어, 표 1,2의 데이터는 수평 방향으로 서로 이격되어 이동하는 대략 7개의 분할형 마그넷으로 이루어진 마그넷부로부터 도출된 데이터이다.

다음은 본 발명의 다른 실시예에 따른 분할형 마그넷을 갖는 스퍼터링 장치에 대하여 설명한다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 분할형 마그넷을 갖는 스퍼터링 장치에 대한 수직 단면도이다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 분할형 마그넷을 갖는 스퍼터링 장치(200)는 진공 챔버(110), 기판(120), 기판 지지대(130), 타겟(140), 마그넷부(250), 진공부(160) 및 가스 주입부(170)를 포함한다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 분할형 마그넷을 갖는 스퍼터링 장치(200)는 도 1a 내지 3b에 따른 분할형 마그넷을 갖는 스퍼터링 장치(100)와 비교하여 마그넷부(250)의 구조가 다르게 형성된다. 따라서, 이하에서 본 발명의 다른 실시예에 따른 분할형 마그넷을 갖는 스퍼터링 장치(200)는 마그넷부(250)를 중심으로 설명한다. 또한, 상기 분할형 마그넷을 갖는 스퍼터링 장치(200)는 도 1 내지 3b에 따른 분할형 마그넷을 갖는 스퍼터링 장치(100)와 동일 또는 유사한 부분은 동일한 도면부호를 사용하며, 여기서 상세한 설명을 생략한다.

한편, 이하의 설명에서 전면 또는 전측과 후면 또는 후측은 도 4에서 각각 - y축과 +y축을 향하는 면 또는 방향을 의미한다. 또한, 상기 상부와 하부 또는 수직 방향은 +z축과 -z축을 향하는 방향에 위치하는 부분을 의미한다. 또한, 수평 방향 또는 좌우 방향은 +x, -x축 방향을 의미한다. 또한, 상기 상부와 하부는 하나의 구성요소에서 +z축과 -z축을 기준으로 상대적인 위치를 의미할 수 있다.

상기 마그넷부(250)는 중앙 마그넷 유닛(350)과 상부 마그넷 유닛(450) 및 하부 마그넷 유닛(550)을 포함하여 형성된다. 또한, 상기 마그넷부(250)는 중앙 이송 유닛(650)을 더 포함하여 형성될 수 있다.

상기 마그넷부(250)는 수직 방향으로 연장되며 분할되는 복수 개의 유닛으로 형성된다.

상기 마그넷부(250)는 중앙 마그넷 유닛(350)이 상부 마그넷 유닛(450) 및 하부 마그넷 유닛(550)과 함께 연동하여 전후진하며 타겟(140)과의 거리가 조정되도록 형성된다. 또한, 상기 마그넷부(250)는 중앙 마그넷 유닛(350)이 틸팅되면서 전체적으로 경사지게 조정되도록 형성된다. 이때, 상기 상부 마그넷 유닛(450) 및 하부 마그넷 유닛(550)도 함께 틸팅되도록 형성된다. 또한, 상기 마그넷부(250)는 중앙 마그넷 유닛(350)과 타겟(140)과의 중앙 거리가 상부 마그넷 유닛(450) 및 하부 마그넷 유닛(550)과 타겟(140)과의 상부 거리 및 하부 거리와 서로 다르게 조정되도록 형성된다. 즉, 상기 상부 마그넷 유닛(450) 및 하부 마그넷 유닛(550)은 중앙 마그넷 유닛(350)과 별도로 전후진하도록 형성된다.

상기 중앙 마그넷 유닛(350)은 중앙 마그넷(351)과 중앙 베이스(353) 및 중앙 볼스크류(355) 및 중앙 모터(357)를 포함하여 형성된다. 상기 중앙 마그넷 유닛(350)은 중앙 마그넷(351)이 중앙 베이스(353)에 의하여 지지되며, 중앙 베이스(353)가 중앙 볼스크류(355) 및 중앙 모터(357)에 의하여 전후진되도록 형성된다. 또한, 상기 중앙 마그넷 유닛(350)은 중앙 베이스(353)가 중앙 볼스크류(355) 및 중앙 모터(357)에 의하여 틸팅되면서 중앙 마그넷(351)도 틸팅되도록 형성된다. 따라서, 상기 중앙 마그넷(351)은 타겟(140)과의 거리가 조정되거나, 수직 방향에 대하여 경사를 이루도록 틸팅된다. 또한, 상기 중앙 마그넷 유닛(350)은 중앙 이송 유닛(650)에 의하여 수평 방향으로 이동될 수 있다. 이때, 상기 상부 마그넷 유닛(450)과 하부 마그넷 유닛(550)도 함께 수평 방향으로 이동된다.

상기 중앙 마그넷(351)은 영구 자석 또는 전자석으로 형성되고, 수직 방향으로 연장되는 소정 높이와 폭을 갖는 바 형상으로 형성된다. 상기 중앙 마그넷(351)은 기판의 전체 높이보다 작은 높이로 형성되며, 바람직하게는 기판 전체 높이의 1/3 내지 8/10의 높이가 되도록 형성된다. 상기 중앙 마그넷(351)은 필요로 하는 플라즈마 밀도에 따라 타겟(140)과의 거리가 조정되도록 형성된다. 상기 중앙 마그넷(351)은 별도의 결합 수단(미도시)에 의하여 중앙 베이스(353)에 결합된다.

상기 중앙 베이스(353)는 수직 방향으로 연장되는 바 형상으로 형성되며, 중앙 마그넷(351)의 폭에 대응되는 폭을 가지도록 형성된다. 또한, 상기 중앙 베이스(353)는 중앙 마그넷(351)의 상부와 하부에 위치하는 상부 마그넷 유닛(450) 및 하부 마그넷 유닛(550)이 결합되는 영역이 형성되도록 중앙 마그넷(351)의 높이보다 높은 높이를 가지도록 형성된다. 즉, 상기 중앙 베이스(353)는 중앙 마그넷(351)이 결합되는 중앙 영역(353a)과, 상부 마그넷 유닛(450) 및 하부 마그넷 유닛(550)이 결합되는 영역인 상부 영역(353b) 및 하부 영역(353c)을 더 포함하여 형성된다. 상기 중앙 베이스(353)는 전면이 중앙 마그넷(351)의 후면에 결합되며, 중앙 마그넷(351)을 전후진 및 틸팅시킨다.

또한, 상기 중앙 베이스(353)는 중앙 볼스크류(355)가 결합되는 제 1 브라켓(354a)과 제 1 회전핀(354b)이 후면에 형성될 수 있다. 상기 제 1 브라켓(354a)과 제 1 회전핀(354b)은 중앙 베이스(353)의 상하에 각각 형성된다. 상기 제 1 회전핀(354b)은 제 1 브라겟(354a)에 베어링(미도시)등에 의하여 회전 가능하게 결합된다. 상기 제 1 브라켓(354a)은 제 1 회전핀(354b)의 양측에서 제 1 회전핀(354b)을 지지하거나, 제 1 회전핀(354b)의 중앙에서 제 1 회전핀(354b)을 지지하도록 형성될 수 있다. 또한, 상기 제 1 회전핀(354b)은 결합되는 중앙 볼 스크류(355)가 수평 방향으로 이동하는 거리보다 큰 길이를 가지도록 형성된다.

따라서, 상기 중앙 베이스(353)는 중앙 볼스크류(355)에 대하여 수평 방향으로 이동할 수 있다. 즉, 상기 제 1 회전핀(354b)은 수평 방향을 기준으로 고정되는 중앙 볼스크류(355)에 대하여 수평 방향으로 이동하게 되면서 중앙 베이스(353)가 수평 방향으로 이동될 수 있도록 한다. 상기 중앙 베이스(353)는 이하에서 구체적으로 설명하는 중앙 이송 유닛(650)에 의하여 수평 방향으로 소정 거리만큼 왕복 이송된다.

상기 중앙 영역(353a)은 중앙 마그넷(351)에 대응되는 높이로 형성된다. 상기 상부 영역(353b)과 하부 영역(353c)은 각각 중앙 마그넷(351)의 상부와 하부에 각각 형성된다. 또한, 상기 상부 영역(353b)과 하부 영역(353c)은 중앙 영역(353a)에 대하여 단차진 홈 형상으로 형성된다. 상기 상부 영역(353b)과 하부 영역(353c)은 상부 마그넷 유닛(450) 및 하부 마그넷 유닛(550)의 일부를 수용한다. 또한, 상기 상부 영역(353b)과 하부 영역(353c)은 상부 마그넷 유닛(450) 및 하부 마그넷 유닛(550)이 중앙 마그넷 유닛(350)과 별개로 전후진할 수 있는 공간을 제공한다.

상기 중앙 볼스크류(355)는 전단이 중앙 베이스(353)의 후면에 결합되며 중앙 베이스(353)의 결합 위치를 기준으로 별도의 베어링 부재(미도시)에 의하여 상하로 회동 가능하게 결합된다. 즉, 상기 중앙 볼스크류(355)는 제 1 회전핀(354b)에 결합되어 상하로 회동 가능하게 결합된다. 또한, 상기 제 1 회전핀(354b)은 중앙 볼스크류(355)에 대하여 수평 방향으로 이동가능하게 결합된다. 또한, 상기 중앙 볼스크류(355)는 후측이 중앙 모터(357)의 회전축과 결합된다. 상기 중앙 볼스크류(355)는 중앙 베이스(353)의 중앙 영역(353a)의 후면에서 상하로 이격되는 적어도 두 개로 형성된다. 상기 중앙 볼스크류(355)는 회전하여 중앙 베이스(353)를 상하에서 지지하면서 전후진시킨다.

상기 중앙 모터(357)는 진공 챔버(110)의 외부에 위치하며, 회전축이 진공 챔버(110)의 내부로 연장되어 중앙 볼스크류(355)의 후단과 결합된다. 상기 중앙 모터(357)는 중앙 볼스크류(355)를 회전시킨다. 상기 중앙 모터(357)는 두 개가 동시에 작동하여 중앙 베이스(353)와 중앙 마그넷(351)을 전후진시킨다. 또한, 상기 중앙 모터(357)는 두 개중에서 어느 하나만이 작동하거나 두 개의 회전 속도를 달리하여 중앙 베이스(353)와 중앙 마그넷(351)을 ?팅시킨다. 상기 중앙 모터(357)는 회전수 제어가 가능한 서보 모터로 형성될 수 있다.

상기 상부 마그넷 유닛(450))은 상부 마그넷(451)과 상부 베이스(453)와 상부 볼스크류(455)와 상부 유니버셜 조인트(457) 및 상부 모터(459)를 포함하여 형성된다. 상기 상부 마그넷 유닛(450)은 상부 마그넷(451)이 중앙 마그넷(351)과 독립적으로 또는 함께 전후진되며, 중앙 마그넷(351)과 함께 틸팅되도록 형성된다. 이때, 상기 상부 마그넷(451)은 틸팅된 상태에서 중앙 마그넷(351)과 독립적으로 전후진하도록 형성된다. 또한, 상기 상부 마그넷 유닛(450)은 중앙 마그넷 유닛(350)과 함께 수평 방향으로 왕복 이동된다.

상기 상부 마그넷(451)은 중앙 마그넷(351)과 동일한 자석으로 형성되며, 수직 방향으로 연장되는 소정 높이와 폭을 갖는 바 형상으로 형성된다. 상기 상부 마그넷(451)은 중앙 마그넷(351)의 상부에 위치하며 중앙 마그넷(351)보다 작은 높이를 가지도록 형성된다. 상기 상부 마그넷(451)은 바람직하게는 기판 전체 높이의 1/10 내지 1/3의 높이가 되도록 형성된다. 또한, 상기 상부 마그넷(451)은 기판에 성막되는 막 두께를 근거로 중앙 영역과 막 두께가 다른 상측 영역의 높이를 반영하여 높이가 결정될 수 있다. 상기 상부 마그넷(451)은 중앙 마그넷(351)과 함께 전후진되거나 틸팅된다. 또한, 상기 상부 마그넷(451)은 중앙 마그넷(351)과 독립적으로 전후진되도록 형성된다. 또한, 상기 상부 마그넷(451)은 중앙 마그넷(351)과 함께 틸팅된 상태에서 중앙 마그넷(351)과 독립적으로 전후진되도록 형성된다. 따라서, 상기 상부 마그넷(451)은 타겟(140)과의 거리가 중앙 마그넷(351)과 타겟(140)의 거리와 다르게 되도록 조정될 수 있다. 따라서, 상기 상부 마그넷(451)은 필요로 하는 플라즈마 밀도에 따라 타겟(140)과의 거리가 조정될 수 있다.

상기 상부 베이스(453)는 수직 방향으로 연장되는 바 형상으로 형성되며, 상부 마그넷(451)의 폭과 높이에 대응되는 폭과 높이를 가지도록 형성된다. 또한, 상기 상부 베이스(453)는 전면이 상부 마그넷(451)과 결합되어 상부 마그넷(451)을 지지하여 전후진 및 틸팅시킨다. 또한, 상기 상부 베이스(453)은 수평 방향으로 왕복 이송될 수 있다.

상기 상부 볼스크류(455)는 전단이 상부 베이스(453)의 후면에 결합되며 후단이 상부 유니버셜 조인트(457)에 결합된다. 이때, 상기 상부 볼스크류(455)는 중앙 베이스(353)의 상부 영역(353b)에 수용되거나 중앙 베이스(353)의 상부 영역(353b)을 관통하여 연장될 수 있다. 상기 상부 볼스크류(455)는 상부 베이스(453)를 전후진시킨다.

상기 상부 유니버셜 조인트(457)는 상부 볼스크류(455)의 후단과 상부 모터(459) 사이에 결합된다. 상기 상부 유니버셜 조인트(457)는 중앙 베이스(353)와 상부 베이스(453)가 틸팅되어 상부 모터(459)의 회전축과 상부 볼스크류(455)의 각도가 일직선이 되지 않는 경우에도 상부 모터(459)의 회전력이 상부 볼스크류(455)에 전달되도록 한다. 따라서, 상기 상부 베이스(453)는 틸팅된 상태에서 상부 볼스크류(455)에 의하여 전후진된다. 또한, 상기 상부 유니버셜 조인트(457)는 상부 모터(459)의 회전축과 상부 볼스크류(455)의 각도를 조정하여 상부 베이스(453)가 중앙 베이스(353)와 함께 수평 방향으로 왕복 이동되도록 한다.

상기 상부 모터(459)는 진공 챔버(110)의 외부에 위치하며, 회전축이 진공 챔버(110)의 내부로 연장되어 상부 유니버셜 조인트(457)와 결합된다. 상기 상부 모터(459)는 회전하여 상부 유니버셜 조인트(457)를 회전시킨다. 상기 상부 모터(459)는 회전수 정밀 제어가 가능한 서보 모터로 형성될 수 있다.

상기 하부 마그넷 유닛(550)은 하부 마그넷(551)과 하부 베이스(553)와 하부 볼스크류(555)와 하부 유니버셜 조인트(557) 및 하부 모터(559)를 포함하여 형성된다. 상기 하부 마그넷 유닛(550)은 하부 마그넷(551)이 중앙 마그넷(351)과 독립적으로 또는 함께 전후진되며, 중앙 마그넷(351)과 함께 틸팅되도록 형성된다.

상기 하부 마그넷(551)은 중앙 마그넷(351)과 동일한 자석으로 형성되며, 수직 방향으로 연장되는 소정 높이와 폭을 갖는 바 형상으로 형성된다. 상기 하부 마그넷(551)은 중앙 마그넷(351)의 하부에 위치하며 중앙 마그넷(351)보다 작은 높이를 가지도록 형성된다. 상기 하부 마그넷(551)은 상부 마그넷(451)과 동일한 높이를 가지도록 형성되며, 바람직하게는 기판 전체 높이의 1/10 내지 1/3의 높이가 되도록 형성된다. 상기 하부 마그넷(551)은 중앙 마그넷(351) 및 상부 마그넷(451)과 함께 전후진하거나 틸팅된다. 또한, 상기 하부 마그넷(551)은 중앙 마그넷(351)과 독립적으로 전후진하도록 형성된다. 또한, 상기 하부 마그넷(551)은 중앙 마그넷(351) 및 상부 마그넷(451)과 함께 틸팅된 상태에서 중앙 마그넷(351) 및 상부 마그넷(451)과 독립적으로 전후진하도록 형성된다. 따라서, 상기 하부 마그넷(551)은 타겟(140)과의 거리가 중앙 마그넷(351)과 타겟(140)의 거리와 다르게 되도록 조정될 수 있다. 상기 하부 마그넷(551)은 필요로 하는 플라즈마 밀도에 따라 타겟(140)과의 거리가 조정되도록 형성된다.

상기 하부 베이스(553)는 수직 방향으로 연장되는 바 형상으로 형성되며, 하부 마그넷(551)의 폭과 높이와 동일하거나 작은 폭과 높이를 가지도록 형성된다. 또한, 상기 하부 베이스(553)는 전면이 하부 마그넷(551)과 결합되어 하부 마그넷(551)을 지지하여 전후진 및 틸팅시킨다.

상기 하부 볼스크류(555)는 전단이 하부 베이스(553)의 후면에 결합되며 후단이 하부 유니버셜 조인트(557)에 결합된다. 이때, 상기 하부 볼스크류(555)는 중앙 베이스(353)의 하부 영역(353c)을 관통하여 하부 유니버셜 조인트(557)와 결합된다. 상기 하부 볼스크류(555)는 회전하여 하부 베이스(553)를 전후진시킨다.

상기 하부 유니버셜 조인트(557)는 하부 볼스크류(555)의 후단과 하부 모터(559) 사이에 결합된다. 상기 하부 유니버셜 조인트(557)는 중앙 베이스(353)와 하부 베이스(553)가 틸팅되어 하부 모터(559)의 회전축과 하부 볼스크류(555)의 각도가 일직선이 되지 않는 경우에도 하부 모터(559)의 회전력이 하부 볼스크류(555)에 전달되도록 한다. 따라서, 상기 하부 베이스(553)는 틸팅된 상태에서 하부 볼스크류(555)에 의하여 전후진된다. 또한, 상기 하부 유니버셜 조인트(557)는 하부 모터(559)의 회전축과 하부 볼스크류(555)의 각도를 수평 방향으로 조정하여 하부 베이스(553)가 중앙 베이스(353)와 함께 수평 방향으로 왕복 이동되도록 한다.

상기 하부 모터(559)는 진공 챔버(110)의 외부에 위치하며, 회전축이 진공 챔버(110)의 내부로 연장되어 하부 유니버셜 조인트(557)와 결합된다. 상기 하부 모터(559)는 회전하여 하부 유니버셜 조인트(557)를 회전시킨다. 상기 하부 모터(559)는 회전수 제어가 가능한 서보 모터로 형성될 수 있다.

상기 중앙 이송 유닛(650)은 스플라인(651)과 중앙 지지판(653)과 중앙 지지축(655) 및 중앙 이송 모터(657)를 포함하여 형성된다. 상기 중앙 이송 유닛(650)은 중앙 베이스(353)를 지지하여 중앙 베이스(353)가 안정적으로 전후진되도록 한다. 또한, 상기 중앙 이송 유닛(650)은 중앙 마그넷 유닛(350)과 상부 마그넷 유닛(450) 및 하부 마그넷 유닛(550)을 수평 방향으로 소정 거리로 왕복 이동시킨다. 한편, 상기 중앙 이송 유닛(650)은 스퍼터링 장치에서 마그넷부(250)를 수평 방향으로 왕복 이동시키는 일반적인 구성으로 형성될 수 있다.

상기 스플라인(651)은 전단이 중앙 베이스(353)의 후면에 결합되며 중앙 베이스(353)의 결합 위치를 기준으로 상하로 회동 가능하게 결합된다. 상기 스플라인(651)은 적어도 2개로 형성되며 상하 방향으로 서로 이격되어 형성된다. 또한, 상기 스플라인(651)은 후측이 중앙 지지판(653)에 결합된다. 상기 스플라인(651)은 중앙 마그넷 유닛(350)이 복수 개로 형성되는 경우에 각각의 중앙 베이스(353)에서 상하에 결합된다.

상기 스플라인(651)은 일반적인 스플라인으로 형성된다. 즉, 상기 스플라인(651)은 스플라인 축과 스플라인 보스를 포함하며, 각각 중앙 베이스(353)의 후면과 중앙 지지판(653)의 전면에 결합된다. 상기 스플라인(651)은 중앙 베이스(353)가 전후진될 때 스플라인 축이 스플라인 보스의 내부에서 전후진하면서 중앙 베이스(353)를 지지한다.

또한, 상기 스플라인(651)은 중앙 베이스(353)가 틸팅될 때 중앙 베이스(353)와의 결합 위치를 기준으로 회동하면서 중앙 베이스(353)를 지지한다. 따라서, 상기 중앙 베이스(353)의 후면에는 스플라인(651)의 전단이 결합되는 제 2 브라켓(354c)과 제 2 회전핀(354d)이 형성된다. 또한, 상기 스플라인(651)은 후단도 중앙 지지판(653)에 회동 가능하게 결합될 수 있다. 따라서, 상기 중앙 지지판(653)의 후면 또는 전면에도 제 3 브라켓(653a)과 제 3 회전핀(653b)이 형성될 수 있다. 따라서, 상기 스플라인(651)은 전단과 후단이 각각 중앙 베이스(353) 및 중앙 지지판(653)에 회전 가능하게 결합된다.

상기 중앙 지지판(635)은 판상으로 형성되며, 전면이 중앙 베이스(353)의 후면과 대향하도록 형성된다. 상기 중앙 지지판(653)은 상하 방향으로 이격되는 스플라인(651)들의 후단과 결합되어 스플라인(651)의 후측을 고정한다. 한편, 상기 중앙 지지판(653)은 수평 방향으로 이격되는 복수 개의 중앙 베이스(351)에 각각 결합되는 복수 개의 스플라인(651)이 모두 결합되도록 형성된다. 따라서, 상기 중앙 지지판(653)은 복수 개의 중앙 베이스(351)가 모두 수평 방향으로 함께 이동될 수 있도록 한다.

상기 중앙 지지축(655)은 전단이 중앙 지지판(653)의 후면에 결합되며, 후측이 진공 챔버(110)의 벽체를 관통하여 연장된다. 상기 중앙 지지축(655)은 중앙 지지판(653)을 지지하여 수평 방향으로 왕복 이송되도록 한다. 한편, 상기 진공 챔버(110)의 벽체에는 중앙 지지축(655)이 수평 방향으로 왕복 이송되는데 필요한 관통홀(미도시)이 형성된다.

상기 중앙 이송 모터(657)는 중앙 지지축(655)의 후단과 결합하며, 중앙 지지축(655)을 수평 방향으로 왕복 이동시킨다. 상기 중앙 이송 모터(657)는 구체적으로 도시하지는 않았지만, 모터 축의 단부에 감속기와 볼스크류를 포함하여 형성된다. 따라서, 상기 중앙 이송 모터(657)는 중앙 지지축(655)을 수평 방향으로 왕복 이동시킨다.

다음은 본 발명의 다른 실시예에 따른 분할형 마그넷을 갖는 스퍼터링 장치의 작용에 대하여 설명한다.

이하에서는, 상기 마그넷부(250)의 작동을 중심으로 설명한다. 또한, 상기 기판이 기판지지대에 안착된 후에 틸팅된 상태를 유지하며 타겟(140)과 마그넷부(250)의 거리를 조정하는 과정을 중심으로 설명한다. 이때, 상기 타겟(140)은 수직인 상태 또는 틸팅된 상태를 유지할 수 있다.

먼저, 상기 중앙 마그넷 유닛(350)의 두 개의 중앙 모터(357)가 동시에 작동하여 각각 중앙 볼스크류(355)를 회전시킨다. 상기 중앙 볼스크류(355)가 회전함에 따라 중앙 베이스(353)가 전진하며, 상부 마그넷(451)과 중앙 마그넷(351) 및 하부 마그넷(551)과 타겟(140)의 거리가 동시에 조정된다. 이때, 상기 중앙 이송 유닛(650))은 스플라인 축이 스플라인 보스의 내부에서 전후진하면서, 전후진하는 중앙 베이스(353)를 안정적으로 지지한다.

다음으로, 상기 중앙 베이스(353)의 후면에서 상하로 이격되어 결합되어 있는 두 개의 중앙 모터(357)중에서 상부에 위치하는 중앙 모터(357)가 작동하여 중앙 모터(357)에 연결되어 있는 중앙 볼스크류(355)를 회전시킨다. 상기 중앙 볼스크류(355)가 회전함에 따라 중앙 베이스(353)의 상부가 기판 방향으로 전진하여 전체적으로 틸팅된다. 이때, 상기 중앙 볼스크류(355)는 중앙 베이스(353)에 회동 가능하게 결합되어 있으므로, 축 방향이 중앙 베이스(353)의 후면과 직각을 이루지 않으면서 중앙 베이스(353)와 결합된 상태를 유지한다. 또한, 상기 상부 마그넷 유닛(450)의 상부 볼스크류(455)와 상부 모터(459)의 회전축은 상부 유니버셜 조인트(457)에 의하여 직선을 이루지 않으면서 연결된 상태를 유지한다. 또한, 상기 하부 마그넷 유닛(550)의 하부 볼스크류(555)와 하부 모터(559)의 회전축은 하부 유니버셜 조인트(557)에 의하여 직선을 이루지 않으면서 연결된 상태를 유지한다. 상기 중앙 베이스(353)의 틸팅에 의하여 중앙 마그넷(351)과 상부 마그넷(451) 및 하부 마그넷(551)도 틸팅된다,

다음으로, 상기 상부 마그넷 유닛(450)의 상부 모터(459)가 작동하여 상부 볼스크류(455)를 회전시킨다. 이때, 상기 상부 베이스(453)와 상부 마그넷(451)은 틸팅된 상태이므로 상부 모터(459)의 회전축과 상부 볼스크류(455)의 축 방향이 일직선을 유지하지 않은 상태를 유지한다. 그러나, 상기 상부 모터(459)와 상부 볼스크류(455)의 중간에 결합되어 있는 상부 유니버셜 조인트(457)에 의하여 상부 모터(459)의 회전력이 상부 볼스크류(455)에 전달된다. 상기 상부 베이스(453)와 상부 마그넷(451)은 상부 볼스크류(455)의 회전에 따라 전진되며, 상부 마그넷(451)은 타겟(140) 사이의 거리가 중앙 마그넷(351)에 비하여 상대적으로 작아지게 된다.

또한, 상기 하부 마그넷 유닛(550)은 상부 마그넷 유닛(450)과 동일하게 작동되며, 하부 마그넷(551)도 타겟(140) 사이의 거리가 중앙 마그넷(351)에 비하여 상대적으로 작아지게 된다. 한편, 상기 상부 마그넷 유닛(450)과 하부 마그넷 유닛(550)은 동시에 작동할 수 있으며, 별개로 어느 하나만이 작동될 수 있다.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 분할형 마그넷을 갖는 스퍼터링 장치를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

100, 200; 분할형 마그넷을 갖는 스퍼터링 장치
110; 진공 챔버 120; 기판
130; 기판 지지대 140; 타겟
150, 250; 마그넷부 150a, 150b, 150c; 분할형 마그넷
160; 진공부 170; 가스 주입부
350; 중앙 마그넷 유닛 450: 상부 마그넷 유닛
550: 하부 마그넷 유닛

Claims (13)

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9. 기판과, 상기 기판과 대향되는 영역에 위치하는 타겟과, 상기 타겟과 대향되는 영역에 위치하되, 수직 방향으로 길이를 갖고, 하나 또는 수평 방향으로 이격되어 배열된 다수의 마그넷부를 포함하는 스퍼터링 장치에 있어서,
   상기 마그넷부는
   중앙 마그넷을 포함하며, 상기 중앙 마그넷이 상기 타겟에 대하여 전후진되고 틸팅되도록 형성되는 중앙 마그넷 유닛과
   상기 중앙 마그넷의 상부에 위치하는 상부 마그넷을 포함하며, 상기 상부 마그넷이 상기 중앙 마그넷과 함께 전후진되도록 형성되는 상부 마그넷 유닛 및
   상기 중앙 마그넷의 하부에 위치하는 하부 마그넷을 포함하며, 상기 하부 마그넷이 상기 중앙 마그넷과 함께 전후진되도록 형성되는 하부 마그넷 유닛을 포함하며,
   상기 상부 마그넷 유닛의 상부 마그넷은 상기 중앙 마그넷과 함께 틸팅되며, 틸팅된 후에 상기 중앙 마그넷에 대하여 독립적으로 전후진하도록 형성되며,
   상기 하부 마그넷 유닛의 하부 마그넷은 상기 중앙 마그넷과 함께 틸팅되며, 틸팅된 후에 상기 중앙 마그넷에 대하여 독립적으로 전후진하도록 형성되며,
   상기 중앙 마그넷 유닛은
   상기 중앙 마그넷의 후면에 결합되는 중앙 영역과 상기 중앙 영역의 상부에 상기 중앙 영역에 대하여 단차진 홈 형상으로 형성되는 상부 영역 및 상기 중앙 영역의 하부에 상기 중앙 영역에 대하여 단차진 홈 형상으로 형성되는 하부 영역을 구비하는 중앙 베이스를 포함하며,
   상기 상부 마그넷 유닛은
   상기 상부 마그넷의 후면에 결합되며 상기 상부 영역에 수용되는 상부 베이스와,
   상기 상부 영역을 관통하여 상기 상부 베이스의 후면에 결합되는 상부 볼스크류와,
   상기 상부 볼스크류에 결합되는 상부 유니버셜 조인트 및
   상기 상부 유니버셜 조인트에 결합되는 상부 모터를 포함하며,
   상기 하부 마그넷 유닛은
   상기 하부 마그넷의 후면에 결합되며 상기 하부 영역에 수용되는 하부 베이스와,
   상기 하부 영역을 관통하여 상기 하부 베이스의 후면에 결합되는 하부 볼스크류와,
   상기 하부 볼스크류에 결합되는 하부 유니버셜 조인트 및
   상기 하부 유니버셜 조인트에 결합되는 하부 모터를 포함하며,
   상기 상부 유니버셜 조인트는 상기 중앙 베이스와 상부 베이스가 함께 틸팅되어 상기 상부 모터와 상기 상부 볼스크류의 각도가 일직선이 되지 않는 경우에도 상기 상부 모터의 회전력이 상기 상부 볼스크류로 전달되도록 하며,
   상기 하부 유니버셜 조인트는 상기 중앙 베이스와 하부 베이스가 함께 틸팅되어 상기 하부 모터와 상기 하부 볼스크류의 각도가 일직선이 되지 않는 경우에도 상기 하부 모터의 회전력이 상기 하부 볼스크류로 전달되도록 하는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 장치.
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11. 제 9 항에 있어서,
    상기 중앙 마그넷 유닛은
    상기 중앙 베이스의 중앙 영역에서 상부와 하부에 각각 결합되며, 상기 중앙 베이스의 결합 위치를 기준으로 상하로 회동하도록 결합되는 적어도 두 개의 중앙 볼스크류 및
    상기 중앙 볼스크류에 결합되어 상기 중앙 볼스크류를 회전시키는 적어도 두 개의 중앙 모터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 장치.
12. 제 11 항에 있어서,
    상기 중앙 마그넷 유닛은
    상기 중앙 모터는 두 개가 작동하여 상기 중앙 베이스와 중앙 마그넷을 전후진시키거나,
    두 개중에서 어느 하나가 작동하거나 두 개의 회전 속도를 달리하여 상기 중앙 베이스와 중앙 마그넷을 틸팅시키도록 형성되는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 장치.
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