KR101927881B1

KR101927881B1 - Sputtering cathode and sputtering apparatus for high density plasma formation

Info

Publication number: KR101927881B1
Application number: KR1020170109096A
Authority: KR
Inventors: 허진; 한규민; 이진선; 이민진; 이호철
Original assignee: (주) 씨앤아이테크놀로지
Priority date: 2017-08-29
Filing date: 2017-08-29
Publication date: 2018-12-12
Also published as: WO2019045276A1; TW201912828A

Abstract

The present invention relates to a sputtering cathode and sputtering apparatus for forming high density plasma and, more specifically, to a sputtering cathode and sputtering apparatus for forming high density plasma to increase intensity of a magnetic field formed on one surface of a sputtering target. According to one embodiment of the present invention, the sputtering cathode comprises: a sputtering target made of a target material; a plurality of magnets provided on a back surface of the sputtering target; and a support member in which the magnets are supported. The magnets may include first magnets having a magnetic pole having first polarity facing the sputtering target and second magnets having the same magnetic pole with the first polarity facing the support member and consecutively arranged on both sides of the first magnet.

Description

[0001] Sputtering cathode and sputtering apparatus for high density plasma formation [0002]

본 발명은 스퍼터링 캐소드 및 스퍼터링 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 스퍼터링 타겟의 일면에 형성되는 자기장의 세기를 증가시키는 고밀도 플라즈마 형성을 위한 스퍼터링 캐소드 및 스퍼터링 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a sputtering cathode and a sputtering apparatus, and more particularly, to a sputtering cathode and a sputtering apparatus for high density plasma formation which increase the strength of a magnetic field formed on one surface of a sputtering target.

스퍼터링(sputtering) 장치는 기재(예를 들어, 기판)의 표면에 타겟 재료의 막(film)을 부여하기 위하여 사용되고 있다. 챔버 내에 플라즈마를 발생시키기 위하여 스퍼터링 타겟과 기재 사이에 전기장이 가해진다. 플라즈마로부터 나온 이온들이 스퍼터링 타겟과 충돌하여 타겟 재료의 원자들을 이탈(또는 분리)시키고, 이탈된 원자들이 기재의 표면에 부착하여 그 위에 막을 형성한다.A sputtering apparatus is used to impart a film of a target material to the surface of a substrate (e.g., a substrate). An electric field is applied between the sputtering target and the substrate to generate a plasma in the chamber. Ions from the plasma collide with the sputtering target to dislodge (or separate) atoms of the target material, leaving atoms on the surface of the substrate to form a film thereon.

마그네트론(magnetron) 스퍼터링 장치는 전기장과 더불어 자기장을 이용함으로써, 스퍼터링 장치의 스퍼터 속도를 개선시킨다. 마그네트론 스퍼터링 장치는 스퍼터링 타겟의 활성 표면에 걸쳐 자기장을 발생시키기 위해 스퍼터링 타겟 뒤에서 자기적인 배열을 수행(또는 형성)한다. 자기장은 스퍼터링 타겟의 활성 표면에 근접한 플라즈마 내의 이온들을 트랩(trap)하며, 이에 의해 플라즈마 밀도가 증가하고 스퍼터 속도도 개선된다.A magnetron sputtering apparatus improves the sputtering speed of a sputtering apparatus by using a magnetic field in addition to an electric field. A magnetron sputtering device performs (or forms) a magnetic arrangement behind a sputtering target to generate a magnetic field across the active surface of the sputtering target. The magnetic field traps ions in the plasma close to the active surface of the sputtering target, thereby increasing the plasma density and improving the sputter rate.

여기서, 자기 극성이 교번되어 배치되는 복수의 자석으로 자기적인 배열을 수행하는 경우에는 N극에서 나온 자기력선이 인접한 S극으로 모두 들어가게 되기 때문에 스퍼터링 타겟의 활성 표면에 형성되는 자기장의 세기(또는 스퍼터링 타겟을 통과하는 자기장)에 한계가 있으며, 이에 따라 스퍼터링 타겟을 스퍼터링하기 위한 스퍼터링 타겟의 두께가 제한되게 된다.Here, in the case of performing magnetic alignment with a plurality of magnets arranged alternately in magnetic polarity, the magnetic force lines coming from the N pole enter all of the adjacent S poles. Therefore, the intensity of the magnetic field formed on the active surface of the sputtering target And thus the thickness of the sputtering target for sputtering the sputtering target is limited.

특히, 코발트, 니켈, 철 및 그 합금과 같은 강자성체 타겟 재료인 경우에는 강자성체의 높은 투자율(magnetic permeability, 또는 자기투과율)과 낮은 관통 유속(Pass-Through Flux; PTF, 또는 자기 누설 유동) 특성으로 인해 스퍼터링 타겟의 활성 표면에 자기장이 형성되지 못할 수도 있다.Particularly, in the case of a ferromagnetic target material such as cobalt, nickel, iron and alloys thereof, due to the high magnetic permeability (or magnetic permeability) and low pass-through flux (PTF or magnetic leakage flow) A magnetic field may not be formed on the active surface of the sputtering target.

이러한 스퍼터링 타겟의 두께 제한은 스퍼터링 타겟의 수명을 단축시키고, 재료의 낭비와 보다 빈번하게 스퍼터링 타겟을 교체해야 하는 문제점을 야기한다. 더욱이, 강자성체의 높은 투자율과 낮은 자기 누설 유동은 스퍼터링이 불가하거나 높은 임피던스의 문제, 낮은 증착 속도, 좁은 침식 그루브(groove), 불량한 박막 균일성 및 불량한 박막 성능을 야기시킬 수 있다.The limitation of the thickness of such a sputtering target shortens the life span of the sputtering target, causing a problem of waste of material and replacement of the sputtering target more frequently. Moreover, the high magnetic permeability and low magnetic leakage flow of the ferromagnetic material can cause sputtering problems or high impedance problems, low deposition rates, narrow erosion grooves, poor film uniformity and poor film performance.

따라서, 종래의 마그네트론 스퍼터링 장치에 비해 스퍼터링 타겟의 활성 표면에 형성되는 자기장의 세기를 증가시키고, 강자성체 재료의 스퍼터링 효율을 향상시킬 수 있는 개선된 스퍼터링 타겟에 대한 요구가 존재한다.Thus, there is a need for an improved sputtering target that can increase the strength of the magnetic field formed on the active surface of the sputtering target and improve the sputtering efficiency of the ferromagnetic material compared to conventional magnetron sputtering devices.

한국공개특허공보 제10-2005-0044357호Korean Patent Publication No. 10-2005-0044357

본 발명은 복수의 자석의 배열을 통해 스퍼터링 타겟의 일면에 형성되는 자기장의 세기를 증가시킬 수 있는 고밀도 플라즈마 형성을 위한 스퍼터링 캐소드 및 스퍼터링 장치를 제공한다.The present invention provides a sputtering cathode and sputtering apparatus for high density plasma formation capable of increasing the intensity of a magnetic field formed on one surface of a sputtering target through a plurality of magnet arrays.

본 발명의 일실시예에 따른 스퍼터링 캐소드는 타겟 재료로 이루어진 스퍼터링 타겟; 상기 스퍼터링 타겟의 배면 측에 제공되는 복수의 자석; 상기 복수의 자석이 지지되는 지지부재; 상기 복수의 자석은, 제1 극성을 갖는 자극이 상기 스퍼터링 타겟을 향하는 제1 자석; 및 상기 제1 극성과 동일한 극성을 갖는 자극이 상기 지지부재를 향하며, 상기 제1 자석의 양측으로 복수개가 연이어 배치되는 제2 자석을 포함할 수 있다.A sputtering cathode according to an embodiment of the present invention includes a sputtering target made of a target material; A plurality of magnets provided on a rear surface side of the sputtering target; A support member on which the plurality of magnets are supported; The plurality of magnets include: a first magnet having a magnetic pole having a first polarity directed to the sputtering target; And a second magnet having a magnetic pole having the same polarity as the first polarity toward the support member, and a plurality of second magnets successively disposed on both sides of the first magnet.

상기 타겟 재료는 강자성체일 수 있다.The target material may be ferromagnetic.

상기 지지부재는 자성체로 이루어질 수 있다.The support member may be made of a magnetic material.

상기 복수의 자석과 상기 스퍼터링 타겟의 간격을 조절하는 간격조절부;를 더 포함할 수 있다.And a gap adjusting unit for adjusting the gap between the plurality of magnets and the sputtering target.

상기 지지부재는 제1 방향으로 연장되는 막대 또는 관 형상이고, 상기 복수의 자석은 상기 지지부재의 외주면에 상기 지지부재의 외주를 따라 배치될 수 있다.The support member may have a rod or a tube shape extending in a first direction, and the plurality of magnets may be disposed along an outer periphery of the support member on an outer circumferential surface of the support member.

상기 제2 자석은 상기 제1 자석의 일측에서 상기 제1 자석의 타측까지 상기 지지부재의 외주를 따라 연이어 배치될 수 있다.The second magnet may be disposed along the periphery of the support member from one side of the first magnet to the other side of the first magnet.

상기 스퍼터링 타겟은 상기 제1 방향으로 연장형성되는 원통형 타겟으로 이루어지며, 상기 복수의 자석과 상기 지지부재는 상기 스퍼터링 타겟의 내부 공간에 배치될 수 있다.The sputtering target may be a cylindrical target extending in the first direction, and the plurality of magnets and the support member may be disposed in an inner space of the sputtering target.

상기 스퍼터링 타겟의 중심축을 축으로 상기 스퍼터링 타겟을 축회전시키는 제1 구동부;를 더 포함할 수 있다.And a first driving unit for spindle-rotating the sputtering target about the center axis of the sputtering target.

상기 지지부재는, 상기 스퍼터링 타겟에 대향하며, 제1 방향의 축을 갖는 판상의 지지 플레이트; 및 상기 지지 플레이트의 둘레에 상기 스퍼터링 타겟을 향하여 돌출형성되는 측벽부를 포함할 수 있다.The support member includes: a plate-like support plate facing the sputtering target and having a shaft in a first direction; And a side wall portion protruding from the support plate toward the sputtering target.

상기 스퍼터링 타겟은 판상일 수 있다.The sputtering target may be in the form of a plate.

상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 상기 복수의 자석과 상기 지지부재를 이동시키는 제2 구동부;를 더 포함할 수 있다.And a second driving unit for moving the plurality of magnets and the supporting member in a second direction intersecting with the first direction.

상기 복수의 자석 각각은 상기 제1 방향으로 연장형성되거나, 상기 제1 방향으로 줄지어 배열되는 복수의 자석편으로 이루어질 수 있다.Each of the plurality of magnets may extend in the first direction or may be composed of a plurality of magnet pieces arranged in a line in the first direction.

상기 제1 자석을 중심으로 서로 대칭되는 적어도 한 쌍의 상기 제2 자석을 연결하여 상기 제1 자석의 주위를 감싸도록 폐루프를 형성하는 연결자석;을 더 포함할 수 있다.And a connection magnet connecting the at least one pair of second magnets symmetrically symmetrical about the first magnet to form a closed loop around the first magnet to surround the first magnet.

본 발명의 다른 실시예에 따른 스퍼터링 장치는 본 발명의 일실시예에 따른 스퍼터링 캐소드; 상기 스퍼터링 타겟에 대향하여 배치되는 기판 지지부; 및 그 내부에 상기 스퍼터링 캐소드와 상기 기판 지지부가 제공되는 챔버;를 포함할 수 있다.A sputtering apparatus according to another embodiment of the present invention includes a sputtering cathode according to an embodiment of the present invention; A substrate support disposed opposite the sputtering target; And a chamber in which the sputtering cathode and the substrate support are provided.

상기 제1 자석은 상기 기판 지지부에 대향하여 위치할 수 있다.The first magnet may be positioned opposite the substrate support.

본 발명의 실시 형태에 따른 스퍼터링 캐소드는 제1 극성을 갖는 자극이 스퍼터링 타겟을 향하는 제1 자석의 양측으로 제1 극성과 동일한 극성을 갖는 자극이 지지부재를 향하는 복수개의 제2 자석을 연이어 배치함으로써, 자력의 세기가 낮은 자석으로도 스퍼터링 타겟의 일면에 강한 자기장을 형성할 수 있다. 즉, 모든 제2 자석이 제1 자석과 자기력선으로 연결되어 제1 자석에서의 자속밀도가 높아질 수 있고, 이에 따라 제1 자석이 스퍼터링 타겟을 향하는 경우에 스퍼터링 타겟의 일면에 형성되는 자기장의 세기를 증가시킬 수 있다. 이로 인해 스퍼터링 타겟의 두께를 증가시킬 수 있을 뿐만 아니라 강자성체 타겟 재료를 사용하는 경우에도 효과적으로 타겟 재료를 스퍼터링시킬 수 있다.The sputtering cathode according to the embodiment of the present invention includes a plurality of second magnets in which magnetic poles having a first polarity are directed to the sputtering target and magnetic poles having the same polarity as the first polarity are directed to both sides of the first magnet toward the sputtering target , A strong magnetic field can be formed on one surface of the sputtering target even with a magnet having a low magnetic force. That is, all of the second magnets are connected to the first magnet by the magnetic force lines so that the magnetic flux density in the first magnet can be increased. Accordingly, when the first magnet faces the sputtering target, the intensity of the magnetic field formed on one surface of the sputtering target is . As a result, not only the thickness of the sputtering target can be increased but also the target material can be effectively sputtered even when the ferromagnetic target material is used.

또한, 원통형 타겟을 회전시키거나 복수의 자석을 이동시켜 스퍼터링 타겟에서 타겟 재료의 소모가 전면에 걸쳐 균일하게 이루어지도록 할 수도 있다.In addition, the cylindrical target may be rotated or a plurality of magnets may be moved so that the consumption of the target material in the sputtering target is uniform over the entire surface.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 스퍼터링 캐소드를 나타내는 단면도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 스퍼터링 타겟의 축회전을 설명하기 위한 그림.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 스퍼터링 타겟의 두께에 따른 자기장의 세기를 설명하기 위한 그림.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 판상의 스퍼터링 타겟을 나타내는 단면도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 복수의 자석의 이동을 설명하기 위한 그림.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 복수의 자석과 스퍼터링 타겟의 간격 조절을 설명하기 위한 그림.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 판상의 지지부재를 설명하기 위한 그림.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 스퍼터링 장치를 나타내는 단면도.1 is a sectional view showing a sputtering cathode according to an embodiment of the present invention;
2 is a view for explaining axis rotation of a sputtering target according to an embodiment of the present invention;
FIG. 3 is a view for explaining intensity of a magnetic field according to thickness of a sputtering target according to an embodiment of the present invention. FIG.
4 is a cross-sectional view showing a sputtering target in a plate form according to an embodiment of the present invention.
5 is a view for explaining movement of a plurality of magnets according to an embodiment of the present invention;
6 is a view for explaining the adjustment of the spacing between a plurality of magnets and a sputtering target according to an embodiment of the present invention.
7 is a view for explaining a plate-like support member according to an embodiment of the present invention;
8 is a sectional view showing a sputtering apparatus according to another embodiment of the present invention.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 설명 중, 동일 구성에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하도록 하고, 도면은 본 발명의 실시예를 정확히 설명하기 위하여 크기가 부분적으로 과장될 수 있으며, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, It is provided to let you know. In the description, the same components are denoted by the same reference numerals, and the drawings are partially exaggerated in size to accurately describe the embodiments of the present invention, and the same reference numerals denote the same elements in the drawings.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 스퍼터링 캐소드를 나타내는 단면도이다.1 is a cross-sectional view illustrating a sputtering cathode according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 스퍼터링 캐소드(100)는 타겟 재료로 이루어진 스퍼터링 타겟(110); 상기 스퍼터링 타겟(110)의 배면 측에 제공되는 복수의 자석(120); 상기 복수의 자석(120)이 지지되는 지지부재(130); 상기 복수의 자석(120)은, 제1 극성을 갖는 자극이 상기 스퍼터링 타겟(110)을 향하는 제1 자석(121); 및 상기 제1 극성과 동일한 극성을 갖는 자극이 상기 지지부재(130)를 향하며, 상기 제1 자석(121)의 양측으로 복수개가 연이어 배치되는 제2 자석(122)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, a sputtering cathode 100 according to an embodiment of the present invention includes a sputtering target 110 made of a target material; A plurality of magnets 120 provided on a rear surface side of the sputtering target 110; A support member 130 on which the plurality of magnets 120 are supported; The plurality of magnets (120) include: a first magnet (121) with a magnetic pole having a first polarity directed toward the sputtering target (110); And a second magnet 122 having a magnetic pole having the same polarity as the first polarity toward the support member 130 and a plurality of the second magnets 122 disposed on both sides of the first magnet 121.

스퍼터링 타겟(110)은 타겟 재료로 이루어질 수 있으며, 기판(10)을 향하는 일면 및 상기 일면과 대향하는 배면(즉, 상기 일면의 반대면)을 가질 수 있다. 여기서, 상기 일면은 상기 타겟 재료가 스퍼터링(sputtering)되는 활성 표면일 수 있고, 스퍼터링 타겟(110)은 상기 일면(즉, 활성 표면)이 기판(10)과 대향하도록 설치되어 기판(10)을 향해 상기 타겟 재료(즉, 증착물질)를 제공할 수 있다. 이때, 상기 타겟 재료는 구리(Cu) 등으로 이루어진 백킹 플레이트(111)의 외벽에 접착(또는 결합)될 수 있으며, 백킹 플레이트(111)의 둘레면 전체에 상기 타겟 재료가 마련될 수도 있고, 부분적인 영역에만 상기 타겟 재료가 마련될 수도 있다. 그리고 상기 타겟 재료는 금(Au), 은(Ag), 백금(Pt), 니켈(Ni), 구리 등일 수 있으며, 특별히 이에 제한되지 않고, 지금까지 알려지거나 사용가능한 모든 금속, 산화물 및 합금 등이 이용될 수 있다.The sputtering target 110 may be made of a target material and may have one surface facing the substrate 10 and a back surface opposite to the one surface (i.e., the opposite surface of the one surface). Here, the one surface may be an active surface on which the target material is sputtered, and the sputtering target 110 is provided so that the one surface (i.e., the active surface) faces the substrate 10 and is directed toward the substrate 10 To provide the target material (i.e., deposition material). At this time, the target material may be adhered (or bonded) to the outer wall of the backing plate 111 made of copper (Cu) or the like, the target material may be provided on the entire circumferential surface of the backing plate 111, The target material may be provided only in the region where the target is present. The target material may be gold (Au), silver (Ag), platinum (Pt), nickel (Ni), copper or the like and is not particularly limited thereto and may be any metal, Can be used.

복수의 자석(120)은 스퍼터링 타겟(110)의 배면 측에 제공될 수 있고, 지지부재(130)에 지지될 수 있다. 여기서, 스퍼터링 타겟(110)이 원통형 타겟인 경우에 상기 배면은 스퍼터링 타겟(110)의 내면(또는 내측면)일 수 있고, 상기 배면 측은 상기 배면 방향(또는 상기 배면 방향의 어느 위치)을 의미할 수 있다. 복수의 자석(120)에 의해 자기장이 형성될 수 있으며, 복수의 자석(120)의 배열에 따라 자기장의 특성(예를 들어, 세기, 형태 등)이 변화될 수 있다. 본 발명에서는 복수의 자석(120)의 배열을 통해 자력의 세기가 낮은 자석(120)으로도 스퍼터링 타겟(110)의 일면에 강한 자기장을 형성할 수 있다.A plurality of magnets 120 may be provided on the back side of the sputtering target 110 and may be supported by the support member 130. Here, when the sputtering target 110 is a cylindrical target, the back surface may be the inner surface (or inner surface) of the sputtering target 110, and the back surface side means the back surface direction (or any position in the back surface direction) . A magnetic field can be formed by the plurality of magnets 120 and the characteristics (e.g., strength, shape, etc.) of the magnetic field can be changed according to the arrangement of the plurality of magnets 120. A strong magnetic field can be formed on one surface of the sputtering target 110 even with the magnet 120 having a low magnetic force through the arrangement of the plurality of magnets 120. [

또한, 복수의 자석(120) 각각은 제1 방향(예를 들어, 스퍼터링 타겟의 길이 방향)으로 연장형성되거나, 상기 제1 방향으로 줄지어 배열되는 복수의 자석편(片)으로 이루어질 수 있다. 스퍼터링 타겟(110)은 폭과 길이를 가질 수 있으며, 상기 폭은 서로 교차하는 방향 중 길이가 짧은 측을 의미할 수 있고, 상기 길이는 서로 교차하는 방향 중 길이가 긴 측을 의미할 수 있다. 이때, 서로 교차하는 방향의 길이가 같으면, 두 방향의 길이 중 어느 하나가 상기 폭이고, 다른 하나가 상기 길이일 수 있다. 여기서, 상기 길이 방향은 상기 길이와 나란한 방향을 의미할 수 있다. 각각의 자석(120)은 상기 제1 방향으로 연장형성되어 라인 형상의 자석으로 형성될 수도 있고, 복수의 자석편(또는 단위 자석)이 상기 제1 방향을 따라 일렬로 배열되어 이루어질 수도 있다. 이러한 경우, 넓은 영역에 자기장을 형성할 수 있을 뿐만 아니라 상기 제1 방향으로 균일한 자기장을 형성할 수 있다. 한편, 복수의 자석(120)이 스퍼터링 타겟(110)의 길이 방향으로 연장되게 되면, 복수의 자석(120)이 스퍼터링 타겟(110)을 스캔(scan)하는 경우에 복수의 자석(120)의 스캔 거리를 줄일 수도 있다.Each of the plurality of magnets 120 may be formed of a plurality of magnet pieces extending in a first direction (for example, a longitudinal direction of the sputtering target) or arranged in a line in the first direction. The sputtering target 110 may have a width and a length, and the width may mean a side having a shorter length in a direction intersecting with each other, and the length may mean a longer side of a direction crossing each other. At this time, if the lengths in the direction intersecting each other are the same, any one of the lengths in the two directions may be the width and the other length may be the length. Here, the longitudinal direction may mean a direction parallel to the length. Each of the magnets 120 may be formed as a line-shaped magnet extending in the first direction, and a plurality of magnet pieces (or unit magnets) may be arranged in a line along the first direction. In this case, it is possible not only to form a magnetic field in a wide area, but also to form a uniform magnetic field in the first direction. When a plurality of magnets 120 are extended in the longitudinal direction of the sputtering target 110 and a plurality of magnets 120 scans the sputtering target 110, You can also reduce the distance.

그리고 복수의 자석(120)은 제1 극성을 갖는 자극이 스퍼터링 타겟(110)을 향하는 제1 자석(121); 및 상기 제1 극성과 동일한 극성을 갖는 자극이 지지부재(130)를 향하며, 제1 자석(121)의 양측으로 복수개가 연이어 배치되는 제2 자석(122)을 포함할 수 있다.The plurality of magnets (120) includes a first magnet (121) with a magnetic pole having a first polarity directed toward the sputtering target (110); And a second magnet 122 having a plurality of magnetic poles having the same polarity as the first polarity facing the support member 130 and arranged on both sides of the first magnet 121.

제1 자석(121)은 제1 극성을 갖는 자극(예를 들어, N극)이 스퍼터링 타겟(110)을 향할 수 있고, 상기 제1 극성과 반대되는 제2 극성을 갖는 자극(예를 들어, S극)이 지지부재(130)를 향할 수 있다. 여기서, 제1 자석(121)은 복수개가 연속적으로(또는 연이어) 배치되어 제1 자석군을 이룰 수도 있다.The first magnet 121 may be oriented such that a magnetic pole (e.g., N pole) having a first polarity may be directed to the sputtering target 110 and a magnetic pole having a second polarity opposite to the first polarity (e.g., S pole) can be directed to the support member 130. [ Here, a plurality of first magnets 121 may be arranged continuously (or successively) to form the first magnet group.

제2 자석(122)은 상기 제1 극성과 동일한 극성(이하 제1 극성)을 갖는 자극이 지지부재(130)를 향할 수 있고, 제1 자석(121)의 양측으로 복수개가 연이어(또는 연달아) 배치될 수 있다. 즉, 복수개의 제2 자석(122)은 동일한 극성의 자극 위치가 제1 자석(121)과 반대로 제1 자석(121)의 양측에 연속되어 배치될 수 있다. 이때, 제1 자석(121)이 상기 제1 자석군을 이루는 경우에는 상기 제1 자석군의 양측으로 복수개의 제2 자석(122)이 연이어 배치될 수 있다. 여기서, 상기 ‘연이어 배치’는 서로 접하여 연속적으로 배치되는 것과 서로 이격되어 연속적으로 배치되는 것을 포함하는 의미일 수 있으며, 제2 자석(122)은 제1 자석(121)에 접하여 배치될 수도 있고, 제1 자석(121)과 이격되어 배치될 수도 있다. 그리고 제2 자석(122)은 제1 자석(121)의 양측에 대칭적으로 배치될 수 있으며, 이러한 경우에 제1 자석(121)의 전방에 형성되는 자기장의 양측 균형(balance)이 잡힐 수 있고, 스퍼터링 타겟(110)의 균일한 스퍼터링이 이루어질 수 있다.The second magnet 122 may have a magnetic pole having the same polarity as the first polarity (hereinafter referred to as the first polarity) toward the support member 130, and a plurality of the second magnets 122 may be successively (or successively) . That is, the plurality of second magnets 122 may be disposed at the opposite sides of the first magnet 121 in contradiction to the first magnet 121. At this time, when the first magnets 121 constitute the first magnet group, a plurality of second magnets 122 may be arranged on both sides of the first magnet group. The second magnet 122 may be disposed in contact with the first magnet 121, and the second magnet 122 may be disposed adjacent to the first magnet 121. The second magnet 122 may be disposed adjacent to the first magnet 121, And may be disposed apart from the first magnet 121. And the second magnet 122 may be symmetrically disposed on both sides of the first magnet 121. In this case, balance of the magnetic field formed in front of the first magnet 121 can be caught , The uniform sputtering of the sputtering target 110 can be performed.

종래에는 제1 자석(121)과 제2 자석(122)이 교번되어 배치됨으로써, N극(예를 들어, 제1 극성을 갖는 자극)에서 나온 자기력선이 인접한 S극(예를 들어, 제2 극성을 갖는 자극)으로 모두 들어가게 되어 스퍼터링 타겟(110)의 일면에 형성되는 자기장의 세기(또는 스퍼터링 타겟을 통과하는 자기장)에 한계가 있었고, 이에 따라 스퍼터링 타겟(110)이 스퍼터링될 수 있는 스퍼터링 타겟(110)의 두께가 제한되었다.The first magnetic pole 121 and the second magnetic pole 122 are alternately disposed so that a magnetic line of force from an N pole (for example, a magnetic pole having a first polarity) is connected to an adjacent S pole (for example, (Or a magnetic field passing through the sputtering target) formed on one surface of the sputtering target 110, and thus the sputtering target 110 is limited to the sputtering target 110) was limited.

하지만, 본 발명에서와 같이, 제1 자석(121)의 양측에 복수개의 제2 자석(122)을 연이어 배치하는 경우에는 복수개의 제2 자석(122)에서 나온 자기력선이 모두 제1 자석(122)으로 들어가게 되거나 복수개의 제2 자석(122)으로 들어가는 자기력선이 모두 제1 자석(122)에서 나오게 되어 제1 자석(121)과 그 주변(또는 주위) 또는 스퍼터링 타겟(110)의 주위에서 자기력선이 합쳐지게 됨으로써, 제1 자석(121)과 그 주변(즉, 스퍼터링 타겟의 주위)에서의 자속밀도가 높아질 수 있으며, 이에 따라 스퍼터링 타겟(110)의 일면에 형성되는 자기장의 세기가 증가할 수 있고, 제1 자석(121)이 기판(10)을 향하는 경우에 기판(10) 방향으로 형성할 수 있는 자기장의 세기가 증가할 수 있다. 이로 인해 스퍼터링 타겟(110)이 스퍼터링될 수 있는 스퍼터링 타겟(110)의 두께도 종래보다 증가할 수 있다.However, when a plurality of second magnets 122 are arranged on both sides of the first magnet 121, the magnetic force lines from the plurality of second magnets 122 are all directed to the first magnet 122, Or both of the magnetic force lines around the first magnet 121 and the periphery (or the periphery) or the sputtering target 110 are combined with each other as the magnetic force lines entering the plurality of second magnets 122 come out from the first magnets 122 The magnetic flux density at the periphery of the first magnet 121 and the periphery thereof (that is, around the sputtering target) can be increased, so that the strength of the magnetic field formed on one surface of the sputtering target 110 can be increased, The strength of the magnetic field that can be formed in the direction of the substrate 10 when the first magnet 121 faces the substrate 10 may increase. Accordingly, the thickness of the sputtering target 110 to which the sputtering target 110 can be sputtered can also be increased.

지지부재(130)는 복수의 자석(120)이 지지될 수 있으며, 복수의 자석(120)이 부착되거나 고정되어 지지부재(130)에 지지될 수 있다. 여기서, 지지부재(130)는 요크(yoke)일 수 있다.The support member 130 may support a plurality of magnets 120 and a plurality of magnets 120 may be attached or fixed and supported by the support member 130. Here, the support member 130 may be a yoke.

또한, 지지부재(130)는 자성체로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 지지부재(130)는 자성체 금속일 수 있으며, 복수의 자석(120)을 자기적으로(magnetically) 부착시켜 지지할 수 있고, 자석(120)의 일단만이 고정되어도 복수의 자석(120)의 무게를 결딜 수 있는 강도를 가질 수 있다. 지지부재(130)가 자성체로 이루어지면, 복수의 자석(120)을 체결하거나 접착하는 별도의 과정 없이 복수의 자석(120)을 자기적으로 부착시키는 것만으로 복수의 자석(120)이 지지부재(130)에 지지될 수 있다. 이때, 필요할 경우에는 별도의 체결 구조나 접착하는 과정을 포함할 수도 있다. 또한, 자성체의 지지부재(130)는 자성에 의해 지지부재(130)를 향하는 자기력선을 막아줌으로써, 지지부재(130) 측(또는 지지부재의 주변)에 형성되는 자기장을 감소시킬 수 있다.Also, the support member 130 may be made of a magnetic material. For example, the support member 130 may be a magnetic metal, and may support a plurality of magnets 120 magnetically attached thereto. Even if only one end of the magnet 120 is fixed, 120). &Lt; / RTI > If the support member 130 is made of a magnetic material, a plurality of magnets 120 can be magnetically attached to the support member 130 without magnetically attaching the plurality of magnets 120 without any separate process of fastening or bonding the plurality of magnets 120. [ 130, respectively. At this time, if necessary, it may include a separate fastening structure or a bonding process. Further, the magnetic support member 130 can reduce the magnetic field formed on the side of the support member 130 (or the periphery of the support member) by blocking the lines of magnetic force directed toward the support member 130 by magnetism.

한편, 상기 타겟 재료는 강자성체일 수 있으며, 상기 강자성체는 코발트, 니켈, 철 및 그 합금을 포함할 수 있다. 종래에는 상기 강자성체의 높은 투자율(magnetic permeability, 또는 자기투과율)과 낮은 관통 유속(Pass-Through Flux; PTF, 또는 자기 누설 유동) 특성으로 인해 강자성체 타겟 재료를 사용하는 경우에 스퍼터링 타겟(110)을 통과하는 자기장(즉, 스퍼터링 타겟에 대한 자기장의 투과) 또는 스퍼터링 타겟(110)의 일면에 형성되는 자기장의 세기가 비강자성체 타겟 재료를 사용하는 경우보다 감소되게 되었고, 이로 인해 스퍼터링 타겟(110)의 두께가 더욱 제한될 수 밖에 없었다.Meanwhile, the target material may be a ferromagnetic material, and the ferromagnetic material may include cobalt, nickel, iron and an alloy thereof. Conventionally, when the ferromagnetic target material is used due to the high magnetic permeability (magnetic permeability) or low pass-through flux (PTF or magnetic leakage flow) characteristics of the ferromagnetic material, the ferromagnetic material passes through the sputtering target 110 The intensity of the magnetic field formed on one surface of the sputtering target 110 is reduced compared with the case where the non-ferromagnetic target material is used, whereby the thickness of the sputtering target 110 (thickness of the sputtering target 110) Was limited.

하지만, 본 발명에서는 제1 자석(121)의 양측에 복수개의 제2 자석(122)을 연이어 배치됨으로 인해 복수개의 제2 자석(122)이 모두 제1 자석(122)과 자기력선으로 연결되어 제1 자석(121)과 그 주변(즉, 스퍼터링 타겟의 주위)에서 자기력선이 합쳐지게 됨으로써, 제1 자석(121)과 그 주변에서의 자속밀도가 높아질 수 있으며, 이에 따라 스퍼터링 타겟(110)의 일면에 형성되는 자기장의 세기가 증가할 수 있어서 강자성체 타겟 재료를 사용하는 경우에도 스퍼터링 타겟(110)이 스퍼터링될 수 있는 스퍼터링 타겟(110)의 두께를 종래보다 증가시킬 수 있다.However, according to the present invention, since the plurality of second magnets 122 are arranged on both sides of the first magnet 121, the plurality of second magnets 122 are all connected to the first magnet 122 by the magnetic force lines, The magnetic flux lines at the periphery of the magnet 121 and the periphery thereof (that is, the periphery of the sputtering target) are merged so that the magnetic flux density at the first magnet 121 and its periphery can be increased. The strength of the magnetic field to be formed can be increased so that the thickness of the sputtering target 110 in which the sputtering target 110 can be sputtered can be increased even when the ferromagnetic target material is used.

그리고 지지부재(130)는 제1 방향으로 연장되는 막대(rod, bar) 또는 관(pipe, tube) 형상일 수 있고, 복수의 자석(120)은 지지부재(130)의 외주면에 지지부재(130)의 외주(또는 외측 둘레)를 따라 배치될 수 있다. 지지부재(130)는 봉 등의 막대 형상 또는 속이 빈 관 형상일 수 있고, 상기 제1 방향(즉, 길이 방향)으로 연장되어 형성될 수 있으며, 복수의 자석(120)이 지지될 수 있는 외주면(또는 둘레면)을 가질 수 있다. 또한, 지지부재(130)의 단면(즉, 폭 방향 단면)은 원형, 타원형, 다각형(예를 들어, 육각형, 팔각형 등) 등 다양할 수 있다.The support member 130 may be in the form of a rod or a pipe extending in a first direction and the plurality of magnets 120 may be formed on the outer circumferential surface of the support member 130, (Or outer peripheries) thereof. The supporting member 130 may be a rod or a hollow tube and may extend in the first direction (i.e., the longitudinal direction). The supporting member 130 may include a plurality of magnets 120, (Or circumferential surface). In addition, the end surface (that is, the widthwise end surface) of the support member 130 may be circular, elliptical, polygonal (e.g., hexagonal, octagonal, etc.) or the like.

한편, 지지부재(130)의 내부에 냉각부(미도시)가 설치될 수도 있다. 냉각부(미도시)는 지지부재(130)의 내부(예를 들어, 관의 관통홀)에 설치될 수 있으며, 스퍼터링 공정 중 발생하는 플라즈마의 열에 노출되는 스퍼터링 타겟(110)을 냉각시키고 지지부재(130)와 복수의 자석(120)으로의 열전도를 차단할 수 있다. 이에 따라 스퍼터링 공정 중 발생하는 플라즈마 열에 의한 상기 타겟 재료의 용융 및 박리 방지와 자석(120)의 탈자(또는 소자)를 방지할 수 있고, 안정적으로 스퍼터링 공정을 수행할 수 있다. 예를 들어, 냉각부(미도시)는 냉매를 순환시켜 냉각시킬 수 있고, 관 형상 지지부재(130)의 관통홀을 냉매 유로로 사용할 수도 있다.On the other hand, a cooling unit (not shown) may be installed inside the support member 130. The cooling unit (not shown) may be installed inside the support member 130 (for example, a through-hole of the tube) to cool the sputtering target 110 exposed to the heat of the plasma generated during the sputtering process, The heat conduction to the plurality of magnets 120 can be blocked. Accordingly, it is possible to prevent melting and peeling of the target material due to the plasma heat generated during the sputtering process and to prevent demagnetization (or element) of the magnet 120, and to perform the sputtering process stably. For example, the cooling section (not shown) may be cooled by circulating the refrigerant, and the through hole of the tubular support member 130 may be used as the refrigerant passage.

복수의 자석(120)은 지지부재(130)의 외주면에 지지될 수 있고, 지지부재(130)의 외주를 따라 배치될 수 있다. 이때, 복수의 자석(120)은 적어도 일부가 서로 이격될 수 있으며, 자석(120)의 배치 각도에 따라 외측을 향하는 자극(즉, 지지부재를 향하지 않는 자극)이 벌어질 수 있다. 즉, 복수의 자석(120)이 서로 다른 각도로 지지부재(130)의 외주면에 배치될 수 있으며, 지지부재(130)의 외주면에 수직하게 복수의 자석(120)이 배치될 수 있다. 예를 들어, 지지부재(130)가 둥근 막대(또는 원통) 형상인 경우에는 제1 자석(121)이 배치되는 위치를 기준(0 °)으로 복수개의 제2 자석(122)이 서로 다른 각도로 지지부재(130)의 외주면과 수직하게 배치될 수 있고, 지지부재(130)가 다각 막대(또는 다각통) 형상인 경우에는 복수의 자석(120)이 각도에 따라 구분되는 다수(예를 들어, 팔각인 경우에는 8개)의 외주면에 배치될 수 있다. 이때, 복수의 자석(120)은 서로 다른 외주면에 배치될 수도 있고, 일부는 동일한 외주면에 서로 이격되어 배치될 수도 있다. 한편, 복수의 자석(120)이 이격된 부분에 자석(120)들 사이의 이격 공간으로 자기력선이 빠져나가지 못하도록 요크를 설치할 수도 있다.The plurality of magnets 120 may be supported on the outer circumferential surface of the support member 130 and may be disposed along the outer periphery of the support member 130. At this time, at least a part of the plurality of magnets 120 may be spaced apart from each other, and a magnetic pole facing outward (that is, a magnetic pole not directed to the supporting member) may be opened depending on the arrangement angle of the magnet 120. That is, a plurality of magnets 120 may be disposed on the outer circumferential surface of the support member 130 at different angles, and a plurality of magnets 120 may be disposed perpendicularly to the outer circumferential surface of the support member 130. For example, when the support member 130 has a round rod shape (or cylindrical shape), a plurality of second magnets 122 are arranged at different angles with respect to the position where the first magnet 121 is disposed at a reference (0 °) The plurality of magnets 120 may be disposed perpendicularly to the outer circumferential surface of the support member 130. When the support member 130 is in the shape of a polygonal bar (or polygonal bar) Eight in the case of an octagonal shape). At this time, the plurality of magnets 120 may be disposed on different outer circumferential surfaces, and some may be disposed on the same outer circumferential surface. A yoke may be provided to prevent a magnetic field line from escaping into a space between the magnets 120 at a portion where the plurality of magnets 120 are spaced apart.

여기서, 제2 자석(122)은 제1 자석(121)의 일측에서 제1 자석(122)의 타측까지 지지부재(130)의 외주를 따라 연이어 배치될 수 있다. 즉, 복수의 자석(120)은 지지부재(130)의 외주 전체를 둘러 배치될 수 있고, 복수개의 제2 자석(122)이 제1 자석(121)의 일측과 타측을 연결하여 지지부재(130)의 외주를 따라 폐곡선(또는 폐루프)를 형성할 수 있다. N극에서 나온 자기력선은 인접한 S극으로 들어가려고 하는 성질이 있기 때문에 제2 자석(122)이 제1 자석(121)의 일측에서 제1 자석(122)의 타측까지 연이어 배치되지 않는 경우에는 제1 자석(121)의 일측으로 배치된 최외곽의 제2 자석(122)과 제1 자석(121)의 타측으로 배치된 최외곽의 제2 자석(122) 사이의 공간으로 제1 자석(121)에서 먼 제2 자석(122)들의 자기력선이 빠져나가(또는 누출되어) 상기 최외곽의 제2 자석(122)들과 연결됨으로써, 제1 자석(122)과 연결되는 자기력선이 줄어들게 되고, 제1 자석(121)과 그 주변에서의 자속밀도를 높이는 데에 한계가 있다.Here, the second magnet 122 may be disposed along the outer circumference of the support member 130 from one side of the first magnet 121 to the other side of the first magnet 122. That is, the plurality of magnets 120 can be disposed around the entire outer periphery of the support member 130, and the plurality of second magnets 122 can connect one side of the first magnet 121 to the other side, (Or a closed loop) along the outer periphery of the outer cylinder. When the second magnet 122 is not disposed continuously from one side of the first magnet 121 to the other side of the first magnet 122 because the magnetic force lines coming from the N pole have a property of going into the adjacent S pole, The first magnet 121 and the second magnet 121 are disposed in a space between the outermost second magnet 122 disposed on one side of the magnet 121 and the outermost second magnet 122 disposed on the other side of the first magnet 121, The lines of magnetic force connected to the first magnets 122 are reduced by the magnetic force lines of the distant second magnets 122 escaping (or leaking) and connected to the outermost second magnets 122, 121 and the vicinity thereof.

하지만, 제2 자석(122)을 제1 자석(121)의 일측에서 제1 자석(122)의 타측까지 연이어 배치하는 경우에는 제2 자석(122)들의 자기력선이 빠져나갈 수 있는 공간을 최소화하여 제2 자석(122)들 간에 연결되는 자기력선을 최소화할 수 있고, 이에 따라 보다 많은 자기력선을 제1 자석(121)과 그 주변에 집중되도록 함으로써, 제1 자석(121)과 그 주변에서의 자속밀도를 효과적으로 높일 수 있다. 또한, 자기력선은 자석(120)이 많을수록 늘어날 수 있으며, 제2 자석(122)을 제1 자석(121)의 일측에서 제1 자석(122)의 타측까지 연이어 배치하는 경우에는 그렇지 않은 경우보다 제2 자석(122)이 많이 배치되므로, 더욱 많은 자기력선을 제1 자석(121)과 연결시켜 자기장이 제1 자석(121)과 그 주변에 집중되도록 할 수 있다.However, when the second magnets 122 are arranged continuously from one side of the first magnet 121 to the other side of the first magnet 122, a space through which the magnetic force lines of the second magnets 122 can escape is minimized, The magnetic flux lines connecting between the first and second magnets 122 and 122 can be minimized so that more magnetic force lines are concentrated on the first magnet 121 and its periphery, Can be effectively increased. In the case where the second magnet 122 is arranged continuously from one side of the first magnet 121 to the other side of the first magnet 122, the magnetic force lines can be increased as the number of the magnets 120 increases, Since a large number of magnets 122 are disposed, more magnetic force lines can be connected to the first magnets 121 so that the magnetic field can be concentrated on the first magnets 121 and the periphery thereof.

한편, 연이어 배치되는 복수개의 제2 자석(122)이 제1 자석(121)의 일측과 타측을 연결하지 않는 경우에는 자석(120)을 대체하여 요크를 설치함으로써, 상기 최외곽의 제2 자석(122)들 사이로 자기력선이 빠져나가는 것을 막아줄 수도 있다.If a plurality of second magnets 122 arranged in series do not connect one side and the other side of the first magnet 121, a yoke may be provided instead of the magnet 120 so that the outermost second magnet 122 to prevent magnetic lines of force from escaping.

그리고 스퍼터링 타겟(110)은 상기 제1 방향으로 연장형성되는 원통형 타겟으로 이루어질 수 있고, 복수의 자석(120)과 지지부재(130)는 스퍼터링 타겟(110)의 내부 공간에 배치될 수 있다. 이때, 제2 자석(122)은 상기 제2 극성과 동일한 극성(이하 제2 극성)을 갖는 자극이 스퍼터링 타겟(110)을 향할 수 있다. 스퍼터링 타겟(110)은 상기 제1 방향으로 연장형성되는 원통형 타겟으로 이루어질 수 있고, 기판(10) 상에 형성될 박막(thin film)의 재료 물질(즉, 증착물질)로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 스퍼터링 장치(200)가 전자파(EMI) 차폐용 박막의 제조인 경우, 스퍼터링 타겟(110)은 구리, SUS 중 어느 하나로 형성될 수 있고, 두 물질을 각각 사용하여 다층 박막을 형성할 수도 있다.The sputtering target 110 may be a cylindrical target extending in the first direction and the plurality of magnets 120 and the support member 130 may be disposed in the inner space of the sputtering target 110. At this time, the second magnet 122 may be directed to the sputtering target 110 with a magnetic pole having the same polarity as the second polarity (hereinafter referred to as the second polarity). The sputtering target 110 may be a cylindrical target extending in the first direction and may be formed of a thin film material (that is, a deposition material) to be formed on the substrate 10. For example, when the sputtering apparatus 200 is a thin film for shielding electromagnetic interference (EMI), the sputtering target 110 may be formed of any one of copper and SUS, and each of the two materials may be used to form a multi- It is possible.

원통형 타겟의 경우에는 사용 효율이 50 ~ 60 % 정도로 판상의 타겟 대비 사용 효율이 높을 뿐만 아니라 낮은 아크 발생 및 높은 증착 속도 등의 다양한 장점으로 인하여 대형 기판용의 물리적 증착 방법으로 많이 사용되고 있다.In the case of a cylindrical target, the utilization efficiency is about 50 to 60%, which is used as a physical vapor deposition method for a large substrate due to various advantages such as low arc generation and high deposition rate as well as high utilization efficiency compared to a plate target.

이때, 복수의 자석(120)과 지지부재(130)는 스퍼터링 타겟(110)의 내부 공간에 배치될 수 있으며, 스퍼터링 타겟(110)의 일면(또는 외면)에 대한 접선과 평행한 방향으로 극축(極軸)을 갖도록 복수의 자석(120)이 배치될 수 있다. 여기서, 상기 극축은 자석(120) 양단의 자극인 N극과 S극을 통과하는 선을 의미할 수 있다. 스퍼터링 타겟(110)의 내부에 배치된 복수의 자석(120)은 스퍼터링 타겟(110)의 내부에서 외부 방향으로 자기장을 형성하여 스퍼터링 타겟(110)의 외부에 위치한 기판(10)에 상기 타겟 재료를 제공할 수 있다.The plurality of magnets 120 and the support member 130 may be disposed in the inner space of the sputtering target 110 and may be disposed in a direction parallel to the tangent to one surface (or outer surface) A plurality of magnets 120 may be disposed so as to have a polar axis. Here, the polar axis may mean a line passing through the N pole and the S pole, which are magnetic poles at both ends of the magnet 120. A plurality of magnets 120 disposed inside the sputtering target 110 form a magnetic field in the outward direction inside the sputtering target 110 to form the target material on the substrate 10 located outside the sputtering target 110 .

또한, 강자성체 타겟 재료로 이루어진 원통형 스퍼터링 타겟(110)은 강자성체의 높은 투자율과 낮은 관통 유속 특성으로 기판(10)을 향하지 않는 자기장(또는 자기력선)을 막아주고 제1 자석(121) 방향(즉, 기판 방향)으로 모아줄 수 있어 제1 자석(121)과 그 주변에서 자기력선이 보다 집중될 수 있고, 제1 자석(121)과 그 주변에서의 자속밀도가 비강자성체 타겟 재료를 사용하는 경우보다 높아질 수 있으며, 자기장이 기판(10) 방향으로 집중되어 기판(10) 방향으로 형성할 수 있는 자기장의 세기가 증가할 수 있다. 이에 따라 강자성체 타겟 재료를 스퍼터링에 사용할 수 있는 스퍼터링 타겟(110)의 두께도 종래보다 더욱 증가할 수 있다.The cylindrical sputtering target 110 made of a ferromagnetic target material prevents a magnetic field (or a magnetic field line) not directed to the substrate 10 with a high magnetic permeability and a low penetration velocity characteristic of the ferromagnetic body, The magnetic force lines can be more concentrated in the first magnet 121 and its surroundings and the magnetic flux density in the first magnet 121 and its surroundings can be made higher than when the non-ferromagnetic target material is used And the intensity of the magnetic field that can be formed in the direction of the substrate 10 by the magnetic field concentrated in the direction of the substrate 10 may increase. Accordingly, the thickness of the sputtering target 110, which can use the ferromagnetic target material for sputtering, can be further increased as compared with the prior art.

한편, 강자성체 타겟 재료로 이루어진 스퍼터링 타겟(110)인 경우에는 강자성체에 의해 자기력선이 스퍼터링 타겟(110)을 타고(또는 따라) 흐를 수 있어 자기력선이 빠르고 안정적으로 제1 자석(121)에 연결(또는 도달)될 수도 있다.On the other hand, in the case of the sputtering target 110 made of the ferromagnetic target material, the magnetic force lines can flow (or follow) the sputtering target 110 due to the ferromagnetic material so that the magnetic force lines can be quickly and stably connected ).

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 스퍼터링 타겟의 축회전을 설명하기 위한 그림이다.2 is a view for explaining axis rotation of a sputtering target according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 스퍼터링 캐소드(100)는 스퍼터링 타겟(110)의 중심축을 축으로 스퍼터링 타겟(110)을 축회전시키는 제1 구동부(140);를 더 포함할 수 있다. 제1 구동부(140)는 원통형의 스퍼터링 타겟(110)을 스퍼터링 타겟(110)의 중심축을 축으로 축회전시킬 수 있으며, 모터와 벨트 등의 조합으로 이루어질 수 있다. 모터와 연결되어 구동력을 전달받는 구동축이 스퍼터링 타겟(110)의 백킹 플레이트(111)와 연결됨으로써, 제1 구동부(140)에 의해 스퍼터링 타겟(110)이 축회전할 수 있다.Referring to FIG. 2, the sputtering cathode 100 according to the present invention may further include a first driving unit 140 for rotating the sputtering target 110 about the center axis of the sputtering target 110. The first driving unit 140 may rotate the cylindrical sputtering target 110 about the center axis of the sputtering target 110, or may be a combination of a motor and a belt. The driving shaft connected to the motor and receiving driving force is connected to the backing plate 111 of the sputtering target 110 so that the sputtering target 110 can be rotated by the first driving unit 140.

원통형의 스퍼터링 타겟(110)이 그 중심축을 축으로 축회전하게 되면, 스퍼터링 타겟(110)의 축회전에 의해 스퍼터링 영역이 계속 새로운 영역으로 교체되어 스퍼터링 타겟(110)의 타겟 재료를 전체면에서 균일하게(uniformly) 사용할 수 있다. 이에 스퍼터링 타겟(110)의 사용 효율을 향상시킬 수 있고, 원통형 스퍼터링 캐소드(100)의 사용 주기를 증가시킬 수 있으며, 스퍼터링 장치(200)를 통한 증착 공정을 효율적으로 진행할 수 있다.When the cylindrical sputtering target 110 is axially rotated about its central axis, the sputtering region is continuously replaced by a new region due to the rotation of the sputtering target 110, so that the target material of the sputtering target 110 is uniformly distributed It can be used uniformly. Accordingly, the use efficiency of the sputtering target 110 can be improved, the use period of the cylindrical sputtering cathode 100 can be increased, and the deposition process through the sputtering apparatus 200 can be efficiently performed.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 스퍼터링 타겟의 두께에 따른 자기장의 세기를 설명하기 위한 그림으로, 도 3(a)는 7 ㎜의 두께, 도 3(b)는 6 ㎜의 두께, 도 3(c)는 5 ㎜의 두께, 도 3(d)는 4 ㎜의 두께이며, 도 3(e)는 3 ㎜의 두께이고, 도 3(f)는 2 ㎜의 두께이다.FIG. 3 is a view for explaining the intensity of a magnetic field according to the thickness of a sputtering target according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 (a) is a thickness of 7 mm, FIG. 3 3 (c) is a thickness of 5 mm, Fig. 3 (d) is a thickness of 4 mm, Fig. 3 (e) is a thickness of 3 mm and Fig. 3 (f) is a thickness of 2 mm.

도 3을 참조하면, 스퍼터링 타겟(110)의 두께가 얇을수록 자기장의 세기가 증가하는 것을 확인할 수 있다. 종래에는 기판(10) 방향(또는 전방)으로 배치된 자석(120)으로만 자기장을 형성하여 스퍼터링 타겟(110)의 일면에 형성되는 자기장의 세기에 한계가 있었고, 이에 따라 스퍼터링 타겟(110)을 스퍼터링하기 위한 스퍼터링 타겟(110)의 두께가 제한되었다. 하지만, 본 발명에서는 복수개의 제2 자석(122)에서 나온 자기력선이 모두 제1 자석(122)으로 들어가게 되거나 복수개의 제2 자석(122)으로 들어가는 자기력선이 모두 제1 자석(122)에서 나오게 되어 제1 자석(121)과 그 주변에서 자기력선이 합쳐지게 됨으로써, 제1 자석(121)과 그 주변에서의 자속밀도가 높아질 수 있으며, 이에 따라 스퍼터링 타겟(110)의 일면에 형성되는 자기장의 세기가 증가할 수 있고, 스퍼터링 타겟(110)이 스퍼터링될 수 있는 스퍼터링 타겟(110)의 두께가 종래보다 증가할 수 있다.Referring to FIG. 3, it can be seen that the intensity of the magnetic field increases as the thickness of the sputtering target 110 becomes thinner. A magnetic field is formed only by the magnet 120 disposed in the direction (or front) of the substrate 10 to limit the intensity of the magnetic field formed on one surface of the sputtering target 110, The thickness of the sputtering target 110 for sputtering is limited. However, in the present invention, all the magnetic lines of force from the plurality of second magnets 122 enter the first magnet 122 or all of the magnetic force lines entering the plurality of second magnets 122 come out of the first magnet 122, The magnetic flux density at the periphery of the first magnet 121 and the periphery thereof can be increased and the intensity of the magnetic field formed at one surface of the sputtering target 110 is increased And the thickness of the sputtering target 110 to which the sputtering target 110 can be sputtered can be increased as compared with the prior art.

또한, 종래에는 강자성체 타겟 재료로 이루어진 스퍼터링 타겟(110)을 사용하는 경우에 5 ㎜의 두께에서도 스퍼터링 타겟(110)의 일면에 자기장을 형성하지 못하였고, 4 ㎜의 두께에서 겨우 작은 자기장이 스퍼터링 타겟(110)의 일면에 형성되며, 3 ㎜의 두께에서 어느 정도의 자기장이 스퍼터링 타겟(110)의 일면에 형성되지만, 스퍼터링 타겟(110)의 일면에 형성되는 자기장이 강자성체 타겟 재료를 스퍼터링하는 데에는 충분하지 못하였다.In the case of using a sputtering target 110 made of a ferromagnetic target material, a magnetic field can not be formed on one surface of the sputtering target 110 even at a thickness of 5 mm, and only a small magnetic field at a thickness of 4 mm is used as a sputtering target A magnetic field formed on one surface of the sputtering target 110 is sufficient for sputtering the ferromagnetic target material. The magnetic field formed on one surface of the sputtering target 110 is sufficient for sputtering the ferromagnetic target material. I can not.

도 3은 본 발명에서 강자성체 타겟 재료로 이루어진 스퍼터링 타겟(110)의 두께에 따른 자기장의 세기를 나타내는데, 본 발명의 스퍼터링 캐소드(100)는 8 ㎜의 두께에서도 스퍼터링 타겟(110)의 일면에 작은 자기장을 형성할 수 있을 뿐만 아니라 5 ㎜의 두께에서 강자성체 타겟 재료를 스퍼터링할 수 있는 충분한 자기장을 스퍼터링 타겟(110)의 일면에 형성할 수 있다. 또한, 4 ㎜ 이하의 두께에서는 일반적으로 스퍼터링에 필요한 자기장의 세기보다 큰 세기의 자기장을 스퍼터링 타겟(110)의 일면에 형성할 수 있다.3 shows the intensity of a magnetic field according to the thickness of a sputtering target 110 made of a ferromagnetic target material in the present invention. The sputtering cathode 100 of the present invention has a small magnetic field (not shown) on one surface of the sputtering target 110, It is possible to form a sufficient magnetic field on one surface of the sputtering target 110 to sputter the ferromagnetic target material at a thickness of 5 mm. In addition, at a thickness of 4 mm or less, a magnetic field having an intensity higher than that of the magnetic field required for sputtering can generally be formed on one surface of the sputtering target 110.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 판상의 스퍼터링 타겟을 나타내는 단면도이다.4 is a cross-sectional view illustrating a sputtering target in a plate form according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 스퍼터링 타겟(110)은 판상일 수 있다. 스퍼터링 타겟(110)이 판상인 경우에도 제1 자석(121)이 스퍼터링 타겟(110)을 향하게 되면, 복수개의 제2 자석(122)이 모두 제1 자석(122)과 자기력선으로 연결되어 제1 자석(121)과 그 주변에서 자기력선이 합쳐지게 됨으로써, 제1 자석(121)과 그 주변에서의 자속밀도가 높아질 수 있으며, 이에 따라 스퍼터링 타겟(110)을 스퍼터링 타겟(110)의 일면에 형성되는 자기장의 세기가 증가할 수 있고, 스퍼터링 타겟(110) 방향(즉, 기판 방향)으로 형성할 수 있는 자기장의 세기가 증가할 수 있다. 이로 인해 스퍼터링 타겟(110)이 스퍼터링될 수 있는 스퍼터링 타겟(110)의 두께가 종래보다 증가할 수 있다.Referring to FIG. 4, the sputtering target 110 may be in the form of a plate. Even when the sputtering target 110 is in the form of a plate, when the first magnet 121 faces the sputtering target 110, all of the plurality of second magnets 122 are connected to the first magnet 122 through a magnetic force line, The magnetic flux density of the first magnet 121 and its surroundings can be increased by the magnetic force lines being combined with the sputtering target 121 in the vicinity of the sputtering target 110, The intensity of the magnetic field that can be formed in the direction of the sputtering target 110 (i.e., the substrate direction) can be increased. This can increase the thickness of the sputtering target 110 from which the sputtering target 110 can be sputtered.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 복수의 자석의 이동을 설명하기 위한 그림이다.5 is a view for explaining movement of a plurality of magnets according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 스퍼터링 캐소드(100)는 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 복수의 자석(120)과 지지부재(130)를 이동시키는 제2 구동부(150);를 더 포함할 수 있다. 제2 구동부(150)는 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 판상의 스퍼터링 타겟(110)을 따라 복수의 자석(120)과 지지부재(130)를 이동시킬 수 있다. 이때, 제2 구동부(150)는 모터와 벨트 등의 조합으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 도 5와 같이, 제2 구동부(150)는 가이드 레일(guide rail)의 형태로 이루어질 수 있고, 복수의 자석(120)과 지지부재(130)가 레일(rail)을 따라 상기 제2 방향으로 이동할 수 있으며, 복수의 자석(120)과 지지부재(130)를 상기 제2 방향으로 왕복 이동시킬 수도 있다.5, a sputtering cathode 100 according to the present invention includes a second driving unit 150 for moving a plurality of magnets 120 and a supporting member 130 in a second direction intersecting with the first direction, . The second driving unit 150 may move the plurality of magnets 120 and the supporting member 130 along the sputtering target 110 in a plate-like shape in a second direction crossing the first direction. At this time, the second driving unit 150 may be a combination of a motor and a belt. 5, the second driving unit 150 may be in the form of a guide rail, and a plurality of magnets 120 and supporting members 130 may be mounted on the rails And the plurality of magnets 120 and the support member 130 may be reciprocated in the second direction.

복수의 자석(120)과 지지부재(130)를 상기 제2 방향으로 이동시키는 경우에 판상의 스퍼터링 타겟(110)의 전체 영역이 복수의 자석(120) 또는 제1 자석(121)에 의해 스캔되게 되므로, 스퍼터링 타겟(110)의 전체 영역을 균일하게 사용할 수 있다. 즉, 제2 구동부(1500)는 복수의 자석(120)과 지지부재(130)가 상기 제2 방향으로 이동될 수 있게 하여 스퍼터링 타겟(110) 전체 영역의 상기 타겟 재료가 균일하게 사용되도록 할 수 있다.When the plurality of magnets 120 and the support member 130 are moved in the second direction, the entire area of the sputtering target 110 is scanned by the plurality of magnets 120 or the first magnets 121 The entire region of the sputtering target 110 can be uniformly used. That is, the second driving unit 1500 can move the plurality of magnets 120 and the support member 130 in the second direction to uniformly use the target material in the entire region of the sputtering target 110 have.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 복수의 자석과 스퍼터링 타겟의 간격 조절을 설명하기 위한 그림이다.6 is a view for explaining the adjustment of the gap between a plurality of magnets and a sputtering target according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 스퍼터링 캐소드(100)는 복수의 자석(120)과 스퍼터링 타겟(110)의 간격을 조절하는 간격조절부(160);를 더 포함할 수 있다. 간격조절부(160)는 복수의 자석(120)과 스퍼터링 타겟(110)의 간격을 조절할 수 있고, 복수의 자석(120) 중 제1 자석(121)과 스퍼터링 타겟(110)의 간격을 조절할 수 있다. 복수의 자석(120)에 의한 자기장은 제1 자석(121)의 주변(또는 전방)에 형성되므로, 제1 자석(121)과 스퍼터링 타겟(110)의 간격에 따라 스퍼터링 타겟(110)의 일면에서의 자기장의 세기가 조절될 수 있다.Referring to FIG. 6, the sputtering cathode 100 according to the present invention may further include an interval adjusting unit 160 for adjusting the interval between the plurality of magnets 120 and the sputtering target 110. The gap adjusting unit 160 may adjust the distance between the plurality of magnets 120 and the sputtering target 110 and may adjust the distance between the first magnet 121 and the sputtering target 110 among the plurality of magnets 120 have. The magnetic field generated by the plurality of magnets 120 is formed on the periphery (or front) of the first magnet 121 so that the magnetic field generated by the first magnet 121 and the sputtering target 110 The intensity of the magnetic field of the magnet can be adjusted.

스퍼터링 타겟(110)을 사용할수록 그 두께가 얇아지게 되며, 스퍼터링 타겟(110)의 두께가 얇아질수록 스퍼터링 타겟(110)의 일면에서의 자기장의 세기가 증가하게 되어 스퍼터링 타겟(110)의 사용 시간(즉, 스퍼터링 타겟의 두께)에 따라 스퍼터링되는 상기 타겟 재료의 양(즉, 기판에 증착되는 증착량)이 달라질 수 있고, 이로 인해 스퍼터링 타겟(110)의 어느 두께에서 막(film)을 증착하느냐에 따라 기판(10)에 증착되는 막의 두께가 달라질 수 있다. 또한, 스퍼터링 타겟(110)의 두께가 얇아질수록 자기장의 세기에 따라 자기장의 크기(또느 면적)가 증가되어 자기장이 기판(10)에 까지 도달할(또는 미칠) 수 있고, 도달된 자기장이 기판(10)에 영향(또는 손상)을 줄 수도 있으며, 이로 인해 기판(10)의 전자기적 요소들(예를 들어, 전자 회로)에 영향(또는 손상)을 줄 수 있다.As the thickness of the sputtering target 110 becomes thinner, the intensity of the magnetic field on one surface of the sputtering target 110 increases, so that the use time of the sputtering target 110 The amount of the target material to be sputtered (i.e., the deposition amount to be deposited on the substrate) may vary depending on the thickness of the sputtering target (i.e., the thickness of the sputtering target), so that the thickness of the sputtering target 110 The thickness of the film deposited on the substrate 10 may vary. Also, as the thickness of the sputtering target 110 becomes thinner, the magnitude (or area) of the magnetic field increases according to the intensity of the magnetic field, so that the magnetic field can reach (or become) (Or damage) to the substrate 10, which may affect (or damage) the electromagnetic elements (e.g., electronic circuitry) of the substrate 10.

따라서, 스퍼터링 타겟(110)의 두께(또는 사용 시간)에 따라 제1 자석(121)과 스퍼터링 타겟(110)의 간격을 조절하게 되면, 스퍼터링 타겟(110)의 일면에서의 자기장의 세기를 조절할 수 있으며, 스퍼터링 타겟(110)의 두께에 관계없이 스퍼터링 타겟(110)의 일면에서의 자기장의 세기를 균일하게 조절할 수 있고, 이에 따라 스퍼터링되는 상기 타겟 재료의 양이 균일해질 수 있어 동일한 스퍼터링 타겟(110)에 의해 기판(10)에 증착되는 막의 두께가 스퍼터링 타겟(110)의 사용 시간에 관계없이 동일(또는 균일)할 수 있다. 또한, 제1 자석(121)과 스퍼터링 타겟(110)의 간격을 조절하여 자기장이 기판(10)에 도달하는 것을 방지할 수 있고, 도달된 자기장에 의한 기판(10) 손상을 방지할 수 있다.Therefore, if the gap between the first magnet 121 and the sputtering target 110 is adjusted according to the thickness (or the use time) of the sputtering target 110, the intensity of the magnetic field on one surface of the sputtering target 110 can be adjusted The intensity of the magnetic field on one surface of the sputtering target 110 can be uniformly controlled irrespective of the thickness of the sputtering target 110 and thus the amount of the target material to be sputtered can be made uniform so that the same sputtering target 110 The thickness of the film deposited on the substrate 10 can be the same (or uniform) regardless of the use time of the sputtering target 110. [ In addition, it is possible to prevent the magnetic field from reaching the substrate 10 by adjusting the interval between the first magnet 121 and the sputtering target 110, and to prevent the substrate 10 from being damaged by the magnetic field that is reached.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 판상의 지지부를 설명하기 위한 그림이다.7 is a view for explaining a plate-like support according to an embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 지지부재(130)는 스퍼터링 타겟(110)에 대향하며, 제1 방향의 축을 갖는 판상의 지지 플레이트(131); 및 지지 플레이트(131)의 둘레에 스퍼터링 타겟(110)을 향하여 돌출형성되는 측벽부(132)를 포함할 수 있다.7, the support member 130 is opposed to the sputtering target 110 and includes a plate-shaped support plate 131 having an axis in the first direction; And a side wall 132 protruding from the support plate 131 toward the sputtering target 110.

판상의 지지 플레이트(131)는 스퍼터링 타겟(110)에 대향할 수 있고, 스퍼터링 타겟(110)의 배면과 대향하여 배치될 수 있으며, 스퍼터링 타겟(110)의 배면과 대향하는 면에 복수의 자석(120)이 지지될 수 있다. 또한, 판상의 지지 플레이트(131)는 제1 방향의 축을 가질 수 있으며, 상기 제1 방향의 축은 교차하는 서로 다른 길이의 축 중 장축(즉, 지지 플레이트의 면에서 가장 긴 직선거리)일 수 있고, 교차하는 축의 길이가 서로 같은 경우에는 상기 교차하는 축 중 어느 하나일 수 있다. 이때, 스퍼터링 타겟(110)은 판상일 수 있으며, 복수의 자석(120)은 상기 제1 방향으로 나란히 배열될 수 있고, 복수개의 제2 자석(122)이 제1 자석(121)과 극성이 반대로 제1 자석(121)의 양측에 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연속되어 배치될 수 있다.The plate-like support plate 131 can be opposed to the sputtering target 110 and can be arranged to face the back surface of the sputtering target 110. A plurality of magnets 120 can be supported. Further, the plate-shaped support plate 131 may have an axis in the first direction, and the axis in the first direction may be a long axis (that is, the longest straight line distance in the plane of the support plate) among the axes having different lengths And may be any of the intersecting axes when the lengths of the intersecting axes are equal to each other. In this case, the sputtering target 110 may be in the form of a plate, a plurality of magnets 120 may be arranged side by side in the first direction, and a plurality of second magnets 122 may have a polarity opposite to that of the first magnet 121 And may be disposed continuously on both sides of the first magnet 121 in a second direction intersecting the first direction.

측벽부(132)는 지지 플레이트(131)의 둘레에 제공될 수 있고, 스퍼터링 타겟(110)을 향하여 돌출형성될 수 있다. 측벽부(132)는 제1 자석(121)에서 먼 제2 자석(122)들의 자기력선이 판상의 스퍼터링 타겟(110)과 판상의 지지 플레이트(131) 사이의 측부로 빠져나가는 것을 막아주는 역할을 할 수 있다. 이에 따라 복수의 자석(120)의 전방(즉, 제1 자석의 전방)에 위치한 판상의 스퍼터링 타겟(110)의 일면에 자기장이 집중되도록 할 수 있다.The side wall part 132 may be provided around the support plate 131 and protrude toward the sputtering target 110. The sidewall portion 132 prevents the magnetic force lines of the second magnets 122 far from the first magnet 121 from escaping to the side between the plate-shaped sputtering target 110 and the plate-like support plate 131 . Accordingly, the magnetic field can be concentrated on one surface of the plate-shaped sputtering target 110 located in front of the plurality of magnets 120 (i.e., in front of the first magnet).

한편, 강자성체 타겟 재료로 이루어진 스퍼터링 타겟(110)인 경우에 지지 플레이트(131)와 측벽부(132)의 두께는 스퍼터링 타겟(110)의 두께보다 두꺼울 수 있다. 강자성체 타겟 재료로 이루어진 스퍼터링 타겟(110)인 경우에는 상기 강자성체의 높은 투자율과 낮은 관통 유속 특성으로 인해 자기장이 스퍼터링 타겟(110)을 투과하지 못하고 상대적으로 투자율이 낮은 지지 플레이트(131) 및/또는 측벽부(132)로 투과되기 때문에 제1 자석(121)에서 먼 제2 자석(122)들의 자기력선이 지지 플레이트(131) 및/또는 측벽부(132)로 빠져나가는 것을 효과적으로 막아줄 수 없다. 하지만, 지지 플레이트(131)와 측벽부(132)의 두께를 스퍼터링 타겟(110)의 두께보다 두껍게 하면, 상기 강자성체보다 상대적으로 낮은 투자율을 보완해줄 수 있어 제1 자석(121)에서 먼 제2 자석(122)들의 자기력선이 빠져나가는 것을 막아주는 지지 플레이트(131) 및/또는 측벽부(132)의 성능이 향상될 수 있고, 자기장을 제1 자석(121)의 전방으로 집중시킬 수 있다.On the other hand, in the case of the sputtering target 110 made of a ferromagnetic target material, the thickness of the support plate 131 and the side wall 132 may be thicker than the thickness of the sputtering target 110. In the case of the sputtering target 110 made of a ferromagnetic target material, the magnetic field can not pass through the sputtering target 110 due to the high permeability of the ferromagnetic material and the low penetration velocity characteristics, and the relatively low permeability of the support plate 131 and / The magnetic force lines of the second magnets 122 far from the first magnet 121 can not be effectively prevented from escaping to the support plate 131 and / However, if the thickness of the support plate 131 and the side wall 132 is made thicker than the thickness of the sputtering target 110, it is possible to compensate the permeability relatively lower than that of the ferromagnetic body, The performance of the support plate 131 and / or the sidewall part 132, which prevents the magnetic force lines of the first and second magnets 122 from escaping, can be improved, and the magnetic field can be concentrated in front of the first magnet 121. [

또한, 강자성체 타겟 재료로 이루어진 스퍼터링 타겟(110)인 경우에 지지부재(130)는 강자성체로 이루어질 수 있다. 이때, 지지부재(130)를 이루는 강자성체는 스퍼터링되지 않도록 구성될 수 있다. 강자성체는 투자율이 높기 때문에 지지부재(130)의 투자율이 스퍼터링 타겟(110)보다 상대적으로 낮아 자기장이 지지부재(130)로 투과되는 것을 방지할 수 있고, 자기장을 제1 자석(121)의 전방으로 집중시킬 수 있다.Further, in the case of the sputtering target 110 made of a ferromagnetic target material, the supporting member 130 may be made of a ferromagnetic material. At this time, the ferromagnetic material forming the support member 130 may be configured not to be sputtered. Since the magnetic permeability of the support member 130 is relatively lower than that of the sputtering target 110 because the magnetic permeability of the ferromagnetic body is high, it is possible to prevent the magnetic field from being transmitted to the support member 130 and to transmit the magnetic field to the front side of the first magnet 121 Can concentrate.

본 발명에 따른 스퍼터링 캐소드(100)는 제1 자석(121)을 중심으로 서로 대칭되는 적어도 한 쌍의 제2 자석(122)을 연결하여 제1 자석(121)의 주위를 감싸도록 폐루프를 형성하는 연결자석(미도시);을 더 포함할 수 있다. 연결자석(미도시)은 제1 자석(121)을 중심으로 서로 대칭되는 제2 자석(122)의 쌍을 서로 연결할 수 있고, 이를 통해 연결된 제2 자석(122)의 쌍과 함께 제1 자석(121)의 주위를 감싸도록 폐루프를 형성할 수 있으며, 상기 제2 자석(122)의 쌍 중에서 적어도 한 쌍(또는 한 쌍의 제2 자석)만 연결하여 폐루프를 형성할 수도 있다. 이때, 연결자석(미도시)은 지지부재(130)에 지지될 수 있고, 제2 자석(122)과 같이 제1 극성과 동일한 극성을 갖는 자극이 지지부재(130)를 향할 수 있으며, 복수의 자석(120)과 같이 복수의 단위 자석으로 이루어질 수도 있다.The sputtering cathode 100 according to the present invention forms a closed loop to surround at least one pair of second magnets 122 symmetrical about the first magnet 121 to surround the first magnet 121 A connecting magnet (not shown), The connecting magnet (not shown) may connect the pair of second magnets 122 symmetrical to each other about the first magnet 121, and the first magnet 121 and the second magnet 122 121, and a closed loop may be formed by connecting at least one pair (or a pair of second magnets) out of the pairs of the second magnets 122. Here, the connecting magnet (not shown) may be supported by the supporting member 130, and a magnetic pole having the same polarity as the first polarity, such as the second magnet 122, may be directed to the supporting member 130, And may be composed of a plurality of unit magnets like the magnets 120.

동일한 극성의 자극 위치가 제1 자석(121)과 반대로 배치된 자석들이 제1 자석(121)의 주위에 폐루프를 형성하지 않으면, 제1 자석(121)과 제2 자석(122)의 끝단으로 자기력선이 빠져나갈 수 있어 제1 자석(121)과 제2 자석(122)의 끝단(즉, 스퍼터링 캐소드 또는 스퍼터링 타겟의 끝단)에 자기장이 집중될 수 있다. 이에 따라 스퍼터링 타겟(110)의 끝단에서 다른 부분보다 스퍼터링이 활발하게 이루어져 기판(10)의 전체 표면에 균일한 증착이 이루지지 못하고, 스퍼터링 타겟(110) 전체 영역의 상기 타겟 재료를 균일하게 사용할 수 없게 된다.The magnetic poles of the same polarity do not form a closed loop around the first magnet 121 when the magnets disposed opposite to the first magnet 121 do not form a closed loop around the ends of the first magnet 121 and the second magnet 122 The magnetic field lines can escape and the magnetic field can be concentrated at the ends of the first magnet 121 and the second magnet 122 (that is, the end of the sputtering cathode or the sputtering target). Accordingly, the sputtering is actively performed at the end of the sputtering target 110 more than other portions, so that uniform deposition is not performed on the entire surface of the substrate 10, and the target material in the entire region of the sputtering target 110 can be uniformly used I will not.

하지만, 상기 제2 자석(122)의 쌍 중에서 적어도 한 쌍을 연결자석(미도시)으로 연결하여 제1 자석(121)의 주위에 폐루프를 형성하면, 제1 자석(121)과 제2 자석(122)의 끝단(또는 스퍼터링 캐소드의 끝단)으로 자기력선이 빠져나가던 것을 방지할 수 있고, 스퍼터링 캐소드(100)의 끝단(즉, 스퍼터링 타겟의 끝단)에 자기장이 집중되는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라 스퍼터링 타겟(110)의 끝단에서 다른 부분보다 스퍼터링이 활발하게 이루어지는 것을 방지할 수 있으며, 기판(10)의 전체 표면에 균일한 증착이 이루질 수 있고, 스퍼터링 타겟(110) 전체 영역의 상기 타겟 재료를 균일하게 사용할 수 있다.However, if a closed loop is formed around the first magnet 121 by connecting at least one pair of the pair of the second magnets 122 with a connecting magnet (not shown), the first magnet 121 and the second magnet 121 It is possible to prevent the magnetic field lines from escaping to the end of the sputtering target 122 (or the end of the sputtering target) and to prevent the magnetic field from concentrating on the end of the sputtering target 100 (i.e., the end of the sputtering target). Accordingly, sputtering can be prevented from being actively performed at the end of the sputtering target 110, and uniform deposition can be performed on the entire surface of the substrate 10, The target material can be uniformly used.

이때, 원통형 스퍼터링 타겟(110)인 경우에는 복수개의 제2 자석(122) 중 적어도 제1 자석(121) 양측의 제2 자석(122)을 연결자석(미도시)으로 연결하여 제1 자석(121)의 주위를 감싸도록 폐루프를 형성할 수 있으며, 이러한 경우에 연결자석(미도시)의 배치가 용이할 수 있고, 복수의 제2 자석(122)과 연결자석(미도시)을 통해 용이하면서도 안정적으로 폐루프를 형성할 수 있다.At this time, in the case of the cylindrical sputtering target 110, at least the second magnets 122 on both sides of the first magnets 121 among the plurality of second magnets 122 are connected by connecting magnets (not shown) (Not shown) can be easily arranged, and a plurality of second magnets 122 and connecting magnets (not shown) can be easily provided A closed loop can be stably formed.

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 스퍼터링 장치를 나타내는 단면도이다.8 is a cross-sectional view illustrating a sputtering apparatus according to another embodiment of the present invention.

도 8을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 스퍼터링 장치를 보다 상세히 살펴보는데, 본 발명의 일실시예에 따른 스퍼터링 캐소드와 관련하여 앞서 설명된 부분과 중복되는 사항들은 생략하도록 한다.Referring to FIG. 8, the sputtering apparatus according to another embodiment of the present invention will be described in more detail. However, the elements overlapping with those described above in connection with the sputtering cathode according to an embodiment of the present invention will be omitted.

본 발명의 다른 실시예에 따른 스퍼터링 장치(200)는 본 발명의 일실시예에 따른 스퍼터링 캐소드(100); 상기 스퍼터링 타겟(110)에 대향하여 배치되는 기판 지지부(210); 및 그 내부에 상기 스퍼터링 캐소드(100)와 상기 기판 지지부(210)가 제공되는 챔버(220);를 포함할 수 있다.A sputtering apparatus 200 according to another embodiment of the present invention includes a sputtering cathode 100 according to an embodiment of the present invention; A substrate support 210 disposed opposite the sputtering target 110; And a chamber 220 in which the sputtering cathode 100 and the substrate support 210 are provided.

스퍼터링 캐소드(100)는 본 발명의 일실시예에 따른 스퍼터링 캐소드(100)일 수 있으며, 스퍼터링 타겟(110)의 일면에 형성되는 자기장의 세기를 증가시킬 수 있다. 이에 따라 스퍼터링 타겟(110)의 일면(또는 기판) 상에 고밀도의 플라즈마를 형성할 수 있다.The sputtering cathode 100 may be a sputtering cathode 100 according to an embodiment of the present invention and may increase the strength of a magnetic field formed on one surface of the sputtering target 110. Accordingly, a high-density plasma can be formed on one surface (or substrate) of the sputtering target 110.

기판 지지부(210)는 스퍼터링 타겟(110)에 대향하여 배치될 수 있으며, 기판(10)이 지지될 수 있고, 챔버(220) 내에 제공될 수 있다. 기판 지지부(210)는 기판(10)에 증착 공정이 진행되는 동안 기판(10)이 움직이거나 흔들리지 않도록 할 수 있고, 이를 위하여 기판 지지부(210)는 클램프(미도시)를 구비할 수도 있으며, 기판 지지부(210)와 기판(10)의 흡착을 위하여 정전기의 힘을 사용하는 정전척(electrostatic chuck)을 포함할 수도 있다. 상기 정전척을 사용하는 경우, 기판 지지부(210)가 챔버(110) 내의 상부에서 아래의 스퍼터링 캐소드(100)를 향하여도 기판(10)이 아래로 떨어지지 않을 수 있으면서 기판(10)의 증착면을 가리지 않을 수도 있다. 또한, 기판 지지부(210)는 증착 공정 중 열에 의한 변성 및 파손을 방지할 수 있도록 내열성 및 내구성이 높은 재질로 형성할 수도 있다.The substrate support 210 may be disposed opposite the sputtering target 110 and the substrate 10 may be supported and provided within the chamber 220. The substrate support 210 can prevent the substrate 10 from moving or shaking during the deposition process on the substrate 10. For this purpose, the substrate support 210 may include a clamp (not shown) And may include an electrostatic chuck that uses a static force to attract the support 210 and the substrate 10. When the electrostatic chuck is used, the substrate support 210 may not fall down from the upper portion of the chamber 110 to the lower sputtering cathode 100, and the deposition surface of the substrate 10 It may not cover. In addition, the substrate support 210 may be formed of a material having high heat resistance and durability so as to prevent denaturation and breakage due to heat during the deposition process.

챔버(220)는 그 내부에 스퍼터링 캐소드(100)와 기판 지지부(210)가 제공될 수 있고, 기판(10)의 증착 공간을 제공할 수 있다. 이때, 증착 공정 시에는 챔버(220)의 내부가 밀폐될 수 있으며, 고진공 상태를 유지할 수 있다. 이를 위해 챔버(220)에 배기 수단(미도시)이 마련될 수 있고, 상기 배기 수단에는 진공 펌프(미도시)가 장착될 수 있다. 이에 상기 진공 펌프로부터 진공압이 발생되면, 챔버(220)의 내부는 고진공 상태를 유지할 수 있다. 그리고 챔버(220)의 일측벽에는 챔버(220)의 내부로 기판(10)이 반입되는 반입구(미도시)가 형성될 수 있고, 챔버(220)의 타측벽에는 챔버(220)로부터 기판(10)이 반출되는 반출구(미도시)가 형성될 수 있으며, 상기 반입구와 상기 반출구에는 별도의 게이트 밸브(미도시)가 마련될 수 있다.The chamber 220 may be provided with a sputtering cathode 100 and a substrate support 210 inside thereof and may provide a deposition space for the substrate 10. [ At this time, the inside of the chamber 220 can be sealed during the deposition process, and a high vacuum state can be maintained. To this end, an exhaust means (not shown) may be provided in the chamber 220, and a vacuum pump (not shown) may be mounted on the exhaust means. When vacuum pressure is generated from the vacuum pump, the inside of the chamber 220 can maintain a high vacuum state. An inlet port (not shown) through which the substrate 10 is introduced into the chamber 220 may be formed on one side wall of the chamber 220. A chamber 220 may be formed on the other side wall of the chamber 220, (Not shown) may be formed, and a separate gate valve (not shown) may be provided at the inlet and the outlet.

그리고 제1 자석(121)은 기판 지지부(210)에 대향하여 위치할 수 있다. 즉, 제1 자석(121)은 기판(10)에 대향하여 위치할 수 있다. 제1 자석(121)과 그 주변에서 자기력선이 합쳐져 제1 자석(121)과 그 주변에서의 자속밀도가 높아지게 되므로, 제1 자석(121)의 주변(또는 전방)에 강한 자기장을 형성할 수 있으며, 이에 따라 제1 자석(121)이 기판(10)을 향하는 경우에 기판(10) 방향으로 스퍼터링에 충분한 자기장이 형성될 수 있고, 기판(10) 방향으로 형성할 수 있는 자기장의 세기가 증가될 수 있다.And the first magnet 121 may be positioned opposite the substrate support 210. That is, the first magnet 121 may be positioned opposite to the substrate 10. Magnetic flux lines are combined at the first magnet 121 and its periphery to increase the magnetic flux density at the first magnet 121 and its surroundings so that a strong magnetic field can be formed around (or ahead of) the first magnet 121 A sufficient magnetic field for sputtering can be formed in the direction of the substrate 10 when the first magnet 121 faces the substrate 10 and the intensity of the magnetic field that can be formed in the direction of the substrate 10 is increased .

본 발명의 스퍼터링 장치(200)는 스퍼터링 타겟(110)에 전원(power)을 공급하는 전원공급부(170);를 더 포함할 수 있다. 전원공급부(170)는 스퍼터링 타겟(110)에 전원을 공급(또는 인가)할 수 있고, 스퍼터링 타겟(110)에 직류(DC) 또는 교류(예를 들어, RF) 전원이 인가될 수 있다. 이때, 스퍼터링 타겟(110)의 백킹 플레이트(111)에 전원이 인가될 수 있고, 스퍼터링 타겟(110)은 음극(cathode)을 형성할 수 있다. 예를 들어, 챔버(220) 또는 기판 지지부(210)를 접지시킬 수 있으며, 스퍼터링 타겟(110)에 음(-)의 직류 전원을 인가하여 스퍼터링 타겟(110)에 음극을 형성하고, 챔버(220) 또는 기판 지지부(210)에 접지(ground)를 형성할 수 있다. 또한, 스퍼터링 타겟(110)에 교류 전원을 인가할 수도 있으며, 변화하는 전원값(예를 들어, 전압값)에 의해 스퍼터링 타겟(110)에 극성이 형성될 수 있고, 챔버(220) 또는 기판 지지부(210)는 접지되거나 플로팅(floating)될 수 있다. 여기서, 플라즈마의 밀도를 증가시키고 증착 속도를 향상시키기 위해 고전압의 전원을 인가할 수 있으며, 챔버(220)는 접지하는 것이 바람직하고, 기판 지지부(210)는 접지 또는 플로팅할 수 있다.The sputtering apparatus 200 of the present invention may further include a power supply unit 170 for supplying power to the sputtering target 110. The power supply unit 170 may supply power to the sputtering target 110 and DC power or alternating current power may be applied to the sputtering target 110. At this time, power can be applied to the backing plate 111 of the sputtering target 110, and the sputtering target 110 can form a cathode. For example, the chamber 220 or the substrate support 210 can be grounded, a negative DC power source is applied to the sputtering target 110 to form a cathode on the sputtering target 110, and the chamber 220 Or may form a ground at the substrate support 210. Also, AC power may be applied to the sputtering target 110. A polarity may be formed in the sputtering target 110 by a changing power source value (for example, a voltage value) (210) may be grounded or floating. Here, a high voltage power source may be applied to increase the density of the plasma and improve the deposition rate. The chamber 220 may preferably be grounded, and the substrate support 210 may be grounded or floating.

전원공급부(170)에 의해 스퍼터링 타겟(110)에 전원이 인가되어 플라즈마가 형성될 수 있고, 복수의 자석(120)에 의한 자기장에 의해 플라즈마가 스퍼터링 타겟(110)과 기판(10)의 사이 제1 자석(121)의 전방에 형성될 수 있다. 스퍼터링 타겟(110)에 인가된 전원에 의해 플라즈마가 생성되고, 생성된 플라즈마의 분포 및 밀도를 복수의 자석(120)에 의한 자기장으로 제어할 수 있다.Power is supplied to the sputtering target 110 by the power supply unit 170 so that a plasma can be formed and a plasma is generated between the sputtering target 110 and the substrate 10 by a magnetic field generated by the plurality of magnets 120. [ 1 magnet 121. In addition, Plasma is generated by the power source applied to the sputtering target 110, and the distribution and density of the generated plasma can be controlled by the magnetic field generated by the plurality of magnets 120. [

본 발명에서는 제1 극성을 갖는 자극이 스퍼터링 타겟을 향하는 제1 자석의 양측으로 제1 극성을 갖는 자극이 지지부재를 향하는 복수개의 제2 자석을 연이어 배치함으로써, 자력의 세기가 낮은 자석으로도 강한 자기장을 형성할 수 있다. 즉, 모든 제2 자석이 제1 자석과 자기력선으로 연결되어 제1 자석에서의 자속밀도가 높아질 수 있으며, 이에 따라 스퍼터링 타겟을 통과하는 자기장을 증가시킬 수 있고, 제1 자석이 스퍼터링 타겟을 향하는 경우에 스퍼터링 타겟의 일면에 형성되는 자기장의 세기를 증가시킬 수 있다. 이로 인해 스퍼터링 타겟의 두께를 증가시킬 수 있을 뿐만 아니라 강자성체 타겟 재료를 사용하는 경우에도 효과적으로 타겟 재료를 스퍼터링시킬 수 있다. 또한, 원통형 타겟을 회전시키거나 복수의 자석을 이동시켜 스퍼터링 타겟에서 타겟 재료의 소모가 전면에 걸쳐 균일하게 이루어지도록 할 수도 있다.In the present invention, by disposing a plurality of second magnets in which magnetic poles having a first polarity are directed to the support member and magnetic poles having a first polarity are directed to both sides of the first magnet toward the sputtering target, A magnetic field can be formed. That is, all the second magnets are connected to the first magnet by the magnetic force lines so that the magnetic flux density in the first magnet can be increased, thereby increasing the magnetic field passing through the sputtering target, and when the first magnet faces the sputtering target The intensity of the magnetic field formed on one surface of the sputtering target can be increased. As a result, not only the thickness of the sputtering target can be increased but also the target material can be effectively sputtered even when the ferromagnetic target material is used. In addition, the cylindrical target may be rotated or a plurality of magnets may be moved so that the consumption of the target material in the sputtering target is uniform over the entire surface.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed as limited to the embodiments set forth herein. Those skilled in the art will appreciate that various modifications and equivalent embodiments may be possible. Accordingly, the technical scope of the present invention should be defined by the following claims.

10 : 기판 100 : 스퍼터링 캐소드
110 : 스퍼터링 타겟 111 : 백킹 플레이트
120 : 복수의 자석 121 : 제1 자석
122 : 제2 자석 130 : 지지부재
131 : 지지 플레이트 132 : 측벽부
140 : 제1 구동부 150 : 제2 구동부
160 : 간격조절부 170 : 전원공급부
200 : 스퍼터링 장치 210 : 기판 지지부
220 : 챔버10: substrate 100: sputtering cathode
110: sputtering target 111: backing plate
120: plurality of magnets 121: first magnet
122: second magnet 130: support member
131: support plate 132:
140: first driving part 150: second driving part
160: Spacing adjuster 170: Power supply
200: Sputtering apparatus 210:
220: chamber

Claims

A sputtering target made of a target material;
A plurality of magnets provided on a rear surface side of the sputtering target; And
And a support member having a rod or a tubular shape extending in a first direction and supporting the plurality of magnets along an outer periphery thereof,
Wherein the plurality of magnets include:
A first magnet with a magnetic pole having a first polarity facing the sputtering target; And
A plurality of second magnets whose magnetic poles having the same polarity as the first polarity are directed to the outer peripheral surface of the support member,
The target material is a ferromagnetic material,
Only the plurality of second magnets are continuously arranged on the outer circumferential surface of the support member from one side of the first magnet to the other side of the first magnet,
And the plurality of second magnets are connected to the first magnet by a magnetic force line.

A sputtering target made of a target material;
A plurality of magnets provided on a rear surface side of the sputtering target; And
And a support member on which the plurality of magnets are supported,
Wherein the plurality of magnets include:
A first magnet with a magnetic pole having a first polarity facing the sputtering target; And
Wherein a magnetic pole having the same polarity as the first polarity includes a plurality of second magnets facing the support member,
Wherein the support member comprises:
A plate-shaped support plate opposed to the sputtering target and having an axis in a first direction; And
And a side wall portion protruding from the support plate toward the sputtering target,
The target material is a ferromagnetic material,
Wherein the plurality of second magnets are disposed in each of a first side of the first magnet and a second side of the side wall in a second direction intersecting the first direction,
And the plurality of second magnets are connected to the first magnet by a magnetic force line.

The method according to claim 1 or 2,
Wherein the support member is made of a magnetic material.

The method according to claim 1 or 2,
And a gap adjusting unit adjusting an interval between the plurality of magnets and the sputtering target.

The method according to claim 1 or 2,
Wherein the first magnet is disposed singularly or plurally.

delete

The method according to claim 1,
Wherein the sputtering target comprises a cylindrical target extending in the first direction,
Wherein the plurality of magnets and the support member are disposed in an inner space of the sputtering target.

The method of claim 7,
And a first driving unit for axially rotating the sputtering target about the center axis of the sputtering target.

delete

The method according to claim 1 or 2,
Wherein the sputtering target is a plate-like sputtering cathode.

The method of claim 10,
And a second driving unit for moving the plurality of magnets and the support member in a second direction intersecting with the first direction.

The method according to claim 1 or 2,
Wherein each of the plurality of magnets comprises a plurality of magnet pieces extending in the first direction or arranged in a line in the first direction.

The method according to claim 1 or 2,
And a connection magnet connecting at least a pair of second magnets symmetrical to each other about the first magnet to form a closed loop to surround the first magnet.

A sputtering cathode according to any one of claims 1 to 2 and claims 7 to 8;
A substrate support disposed opposite the sputtering target; And
And a chamber in which the sputtering cathode and the substrate support are provided.

15. The method of claim 14,
Wherein the first magnet is positioned opposite the substrate support.