KR102241728B1 - 막 형성 장치 및 그의 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 막 형성 장치 및 그의 제어 방법에 관한 것이다. 본 발명의 막 형성 장치는, 챔버; 상기 챔버의 내부 공간에 입자 상태의 코팅재를 방출 가능한 적어도 하나의 제1 소스부; 상기 내부 공간에 상기 코팅재와 반응 가능한 반응성 가스를 방출 가능한 제2 소스부; 상기 방출된 코팅재가 일면에 부착되어 막이 형성되는 적어도 하나의 코팅대상체가 거치되고, 상기 거치된 코팅대상체를 상기 제1 소스부 및 상기 제2 소스부에 대향되도록 회전이송시킬 수 있는 거치부; 상기 챔버의 내부 공간을, 상기 제1 소스부의 적어도 일면이 위치한 제1 공간과 상기 제2 소스부의 적어도 일면이 위치한 제2 공간으로 구획된 상태 및 구획되지 않은 상태로 전환시킬 수 있는 격벽부; 및 상기 제1 소스부, 상기 제2 소스부, 상기 거치부 및 상기 격벽부의 작동을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 격벽부는, 상기 제어부에 의해, 일 축을 따른 회전을 통해 기립하여 상기 내부 공간을 상기 제1 공간과 상기 제2 공간으로 구획하는 제1 자세 및 상기 일 축을 따른 회전을 통해 전도되어 상기 내부 공간을 구획하지 않는 제2 자세로 제어되는 격판을 포함하고, 상기 거치부는, 소정의 회전축을 중심으로 회전 가능하고 외주면의 적어도 일부에 상기 코팅대상체가 거치되는 회전드럼부를 포함하고, 상기 내부 공간은 상기 회전드럼부의 상기 외주면 및 상기 챔버의 내벽 사이의 공간일 수 있다.

Description

막 형성 장치 및 그의 제어 방법{Film-forming apparatus and method for controlling the same}

본 발명은 막 형성 장치 및 그의 제어 방법에 관한 것이다.

산업 현장 등에서 대상체의 표면에 특정 물질을 코팅하여 박막을 형성하는 공정은 매우 광범위하게 활용되며 중요하게 다뤄진다.

이러한 막 형성 공정은 절삭공구용 코팅, 내플라즈마 코팅, 광학코팅, 기능성 세라믹 코팅 등일 수 있다.

이러한 박막 코팅 공정들은 일측의 소스에서 코팅물질을 입자 상으로 방출하고, 상대 측에 기판 등의 코팅 대상체를 배치하여 그 표면에 코팅물질이 증착되도록 한다. 코팅물질을 증착하는 원리에 따라, PVD(Physical Vapor Deposition), CDV(Chemical Vapor Depostion) 등이 있다. 또한 상기 PVD는 스퍼터링, 전자빔 증착, 열 증착법 등을 포함한다.

이들 공법들은 경우에 따라 혼용되어 사용되기도 한다. 또한 필요에 따라, 대상체와 소스부에는 특정 형태의 전압을 걸어 코팅 입자의 방출 및 증착을 유도하기도 한다. 챔버를 구비하고, 그 내부에 진공을 걸고 가열을 하여 고온의 플라즈마 가스를 생성하는 등으로 증착을 촉진할 수도 있다.

한편 다양한 조성 또는 다층 구조를 지닌 박막 코팅에 대한 수요가 늘어나고 있다. 또한 제조 공정에 있어서의 비용 및 효율은 지속적인 이슈이기도 하다. 그러나 기존의 박막 코팅 장비들은 이러한 요구를 충족하기 어려운 경우가 많다.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 고안된 것으로, 본 발명의 목적은 하나의 장치에서 다양한 박막 코팅 공정을 수행할 수 있는 장치의 구조를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 보다 효율적으로 고품질의 박막을 형성 가능한 막 형성 장치를 제공하는 것이다.

상술한 과제를 해결하기 위해 고안된 본 발명의 막 형성 장치는, 챔버; 상기 챔버의 내부 공간에 입자 상태의 코팅재를 방출 가능한 적어도 하나의 제1 소스부; 상기 내부 공간에 상기 코팅재와 반응 가능한 반응성 가스를 방출 가능한 제2 소스부; 상기 방출된 코팅재가 일면에 부착되어 막이 형성되는 적어도 하나의 코팅대상체가 거치되고, 상기 거치된 코팅대상체를 상기 제1 소스부 및 상기 제2 소스부에 대향되도록 회전이송시킬 수 있는 거치부; 상기 챔버의 내부 공간을, 상기 제1 소스부의 적어도 일면이 위치한 제1 공간과 상기 제2 소스부의 적어도 일면이 위치한 제2 공간으로 구획된 상태 및 구획되지 않은 상태로 전환시킬 수 있는 격벽부; 및 상기 제1 소스부, 상기 제2 소스부, 상기 거치부 및 상기 격벽부의 작동을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 격벽부는, 상기 제어부에 의해, 일 축을 따른 회전을 통해 기립하여 상기 내부 공간을 상기 제1 공간과 상기 제2 공간으로 구획하는 제1 자세 및 상기 일 축을 따른 회전을 통해 전도되어 상기 내부 공간을 구획하지 않는 제2 자세로 제어되는 격판을 포함하고, 상기 거치부는, 소정의 회전축을 중심으로 회전 가능하고 외주면의 적어도 일부에 상기 코팅대상체가 거치되는 회전드럼부를 포함하고, 상기 내부 공간은 상기 회전드럼부의 상기 외주면 및 상기 챔버의 내벽 사이의 공간일 수 있다.

그리고 상기 격벽부는, 상기 제어부의 제어에 따라 상기 격판의 자세를 상기 제1 자세 및 상기 제2 자세로 조절하는 격판구동부를 포함하고, 상기 격판구동부는 액츄에이터 및 상기 액츄에이터에서 생성된 동력을 상기 격판에 전달하여 상기 격판이 상기 일 축을 따라 회전하도록 하는 동력 전달 수단을 포함할 수 있다.

또한 상기 동력 전달 수단은, 축, 링크, 슬라이딩 부재, 기어 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

그리고 상기 제1 공간 내의 가스를 흡입하여 상기 챔버의 외부로 배출 가능한 적어도 하나의 펌프부를 더 포함할 수 있다.

그리고 상기 제어부는, 상기 내부 공간을 상기 제1 공간과 상기 제2 공간으로 구획하도록 상기 격벽부를 제어한 상태에서, 상기 펌프부가 상기 제1 공간 내의 가스를 흡입하도록 제어할 수 있다.

그리고 상기 제1 소스부는, 상기 코팅재가 방출되는 스퍼터링 타겟을 포함할 수 있다.

그리고 상기 제2 소스부는, 상기 유도결합플라즈마(ICP) 소스를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 내부 공간이 구획되지 않은 상태가 되도록 상기 격벽부를 제어하고, 상기 유도결합플라즈마(ICP) 소스, 상기 격벽부 및 상기 펌프부 중 적어도 하나의 작용을 제어하여 상기 챔버 내의 상기 반응성 가스의 분압을 조절하면서 상기 스퍼터링 타겟을 제어하여 상기 코팅재가 상기 반응성 가스와 반응한 상태로 상기 코팅대상체의 상기 일면에 증착되도록 제어할 수 있다.

그리고 상기 제1 소스부는, 상기 코팅재가 방출되는 스퍼터링 타겟을 포함하고, 상기 제2 소스부는, 상기 유도결합플라즈마(ICP) 소스를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 격벽부가 상기 내부 공간을 상기 제1 공간과 상기 제2 공간으로 구획하고 상기 거치부가 상기 코팅대상체를 회전이송시키도록 제어하면서, 상기 스퍼터링 타겟을 제어하여 상기 제1 공간 내에서 상기 방출된 코팅재를 상기 코팅대상체에 증착시키는 과정 및 상기 유도결합플라즈마 소스를 제어하여 상기 증착된 코팅재를 상기 반응성 가스와 반응시키는 과정을 순차 및 반복적으로 진행시킬 수 있다.

상술한 과제를 해결하기 위해 고안된 본 발명의 챔버, 제1 소스부, 제2 소스부, 거치부, 격벽부 및 제어부를 포함하고 상기 챔버 내에서 상기 거치부에 거치된 적어도 하나의 코팅대상체의 일면에 막을 형성하는 막 형성 장치의 제어부에 의해 수행되는 제어 방법에 있어서, 상기 격벽부를 제어하여, 상기 챔버의 내부 공간을, 상기 제1 소스부의 적어도 일면이 위치한 제1 공간과 상기 제2 소스부의 적어도 일면이 위치한 제2 공간으로 구획된 상태 및 구획되지 않은 상태 중 어느 하나에서 다른 하나로 전환시키는 단계; 및 상기 거치부를 제어하여 상기 거치된 코팅대상체를 회전이송시키는 단계를 포함하고, 상기 회전이송시키는 단계는, 상기 챔버의 내부 공간에 입자 상태의 코팅재를 방출하도록 상기 제1 소스부를 제어하고, 상기 내부 공간에 상기 코팅재와 반응 가능한 반응성 가스를 방출하도록 상기 제2 소스부를 제어하는 과정을 포함하고, 상기 격벽부는, 상기 제어부의 제어에 의해, 일 축을 따른 회전을 통해 기립하여 상기 내부 공간을 상기 제1 공간과 상기 제2 공간으로 구획하는 제1 자세 및 상기 일 축을 따른 회전을 통해 전도되어 상기 내부 공간을 구획하지 않는 제2 자세로 제어되는 격판을 포함하고, 상기 거치부는, 소정의 회전축을 중심으로 회전 가능하고 외주면의 적어도 일부에 상기 코팅대상체가 거치되는 회전드럼부를 포함하고, 상기 내부 공간은 상기 회전드럼부의 상기 외주면 및 상기 챔버의 내벽 사이의 공간일 수 있다.

또한 상기 막 형성 장치는, 상기 제1 공간 내의 가스를 흡입하여 상기 챔버의 외부로 배출 가능한 적어도 하나의 펌프부를 더 포함하고, 상기 회전이송시키는 단계는, 상기 내부 공간이 상기 격벽부에 의해 상기 제1 공간과 상기 제2 공간으로 구획된 상태에서, 상기 펌프부가 상기 제1 공간 내의 가스를 흡입하도록 제어하는 과정을 더 포함할 수 있다.

또한 상기 막 형성 장치는, 상기 제1 공간 내의 가스를 흡입하여 상기 챔버의 외부로 배출 가능한 적어도 하나의 펌프부를 더 포함하고, 상기 제1 소스부는, 상기 코팅재가 방출되는 스퍼터링 타겟을 포함하고, 상기 제2 소스부는, 상기 유도결합플라즈마(ICP) 소스를 포함하고, 상기 회전이송시키는 단계는, 상기 내부 공간이 상기 격벽부에 의해 상기 제1 공간과 상기 제2 공간으로 구획되지 않은 상태에서, 상기 유도결합플라즈마(ICP) 소스, 상기 격벽부 및 상기 펌프부 중 적어도 하나의 작용을 제어하여 상기 챔버 내의 상기 반응성 가스의 분압을 조절하면서 상기 스퍼터링 타겟을 제어하여 상기 방출된 코팅재가 상기 반응성 가스와 반응한 상태로 상기 코팅대상체의 상기 일면에 증착되도록 제어할 수 있다.

그리고 상기 제1 소스부는, 상기 코팅재가 방출되는 스퍼터링 타겟을 포함하고, 상기 제2 소스부는, 상기 유도결합플라즈마(ICP) 소스를 포함하고, 상기 회전이송시키는 단계는, 상기 격벽부가 상기 내부 공간을 상기 제1 공간과 상기 제2 공간으로 구획한 상태에서 상기 거치부가 상기 코팅대상체를 회전이송시키도록 제어하면서, 상기 스퍼터링 타겟을 제어하여 상기 제1 공간 내에서 상기 방출된 코팅재를 상기 코팅대상체에 증착시키는 과정 및 상기 유도결합플라즈마 소스를 제어하여 상기 증착된 코팅재를 상기 반응성 가스와 반응시키는 과정을 순차 및 반복적으로 진행시킬 수 있다.

본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 제안되는 막 형성 장치 및 그 제어 방법은 하나의 장치에서 다양한 박막 코팅 공정을 수행할 수 있어, 다양한 조성 또는 다층 구조를 지닌 박막이 코팅된 제품을 손쉽게 제조할 수 있다.

또한 본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 제안되는 막 형성 장치 및 그 제어 방법은 하나의 챔버 내에서 막의 형성 작업과 품질 개선 작업을 혼용하여 보다 효율적으로 고품질의 박막을 빠르게 생성 가능하다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 막 형성 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 막 형성 장치의 구조를 나타내는 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 막 형성 장치의 구조를 나타내는 개념도이다,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 격벽부의 구조를 나타내는 개념도이다,
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스퍼터링 타겟의 구조 및 동작을 나타내는 개념도이다,
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 막 형성 장치의 제어방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 막 형성 장치의 제어방법을 설명하기 위한 순서도이다.

이하의 내용은 단지 본 발명의 원리를 예시한다. 그러므로 당업자는 비록 본 명세서에 명확히 설명되거나 도시되지 않았지만 본 발명의 원리를 구현하고 본 발명의 개념과 범위에 포함된 다양한 장치를 발명할 수 있는 것이다. 또한, 본 명세서에 열거된 모든 조건부 용어 및 실시 예들은 원칙적으로, 본 발명의 개념이 이해되도록 하기 위한 목적으로만 명백히 의도되고, 이와 같이 특별히 열거된 실시 예들 및 상태들에 제한적이지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 본 발명의 원리, 관점 및 실시 예들뿐만 아니라 특정 실시 예를 열거하는 모든 상세한 설명은 이러한 사항의 구조적 및 기능적 균등물을 포함하도록 의도되는 것으로 이해되어야 한다. 또한 이러한 균등물들은 현재 공지된 균등물뿐만 아니라 장래에 개발될 균등물 즉 구조와 무관하게 동일한 기능을 수행하도록 발명된 모든 소자를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

따라서, 예를 들어, 본 명세서의 순서도는 본 발명의 원리를 구체화하는 예시적인 회로의 개념적인 관점을 나타내는 것으로 이해되어야 한다. 이와 유사하게, 모든 흐름도, 상태 변환도, 의사 코드 등은 컴퓨터가 판독 가능한 매체에 실질적으로 나타낼 수 있고 컴퓨터 또는 프로세서가 명백히 도시되었는지 여부를 불문하고 컴퓨터 또는 프로세서에 의해 수행되는 다양한 프로세스를 나타내는 것으로 이해되어야 한다.

프로세서 또는 이와 유사한 개념으로 표시된 기능 블럭을 포함하는 도면에 도시된 다양한 소자의 기능은 전용 하드웨어뿐만 아니라 적절한 소프트웨어와 관련하여 소프트웨어를 실행할 능력을 가진 하드웨어의 사용으로 제공될 수 있다. 프로세서에 의해 제공될 때, 상기 기능은 단일 전용 프로세서, 단일 공유 프로세서 또는 복수의 개별적 프로세서에 의해 제공될 수 있고, 이들 중 일부는 공유될 수 있다.

또한 프로세서, 제어 또는 이와 유사한 개념으로 제시되는 용어의 명확한 사용은 소프트웨어를 실행할 능력을 가진 하드웨어를 배타적으로 인용하여 해석되어서는 아니되고, 제한 없이 디지털 신호 프로세서(DSP) 하드웨어, 소프트웨어를 저장하기 위한 롬(ROM), 램(RAM) 및 비 휘발성 메모리를 암시적으로 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 주지관용의 다른 하드웨어도 포함될 수 있다.

본 명세서의 청구범위에서, 상세한 설명에 기재된 기능을 수행하기 위한 수단으로 표현된 구성요소는 예를 들어 상기 기능을 수행하는 회로 소자의 조합 또는 펌웨어/마이크로 코드 등을 포함하는 모든 형식의 소프트웨어를 포함하는 기능을 수행하는 모든 방법을 포함하는 것으로 의도 되었으며, 상기 기능을 수행하도록 상기 소프트웨어를 실행하기 위한 적절한 회로와 결합된다. 이러한 청구범위에 의해 정의되는 본 발명은 다양하게 열거된 수단에 의해 제공되는 기능들이 결합되고 청구항이 요구하는 방식과 결합되기 때문에 상기 기능을 제공할 수 있는 어떠한 수단도 본 명세서로부터 파악되는 것과 균등한 것으로 이해되어야 한다.

상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 막 형성 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 막 형성 장치(10)는, 챔버(100), 적어도 하나의 제1 소스부(200a, 200b), 거치부(300), 제2 소스부(400), 제어부(700) 및 격벽부(800)를 포함할 수 있다.

본 발명의 막 형성 장치(10)는, 본 발명의 일 실시 예에 따라 펌프부(600)를 더 포함할 수 있다.

도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 막 형성 장치의 구조를 나타내는 개념도이다.

보다 구체적으로, 도 2는 격벽부(800)가 열린 상태, 즉, 챔버(100)의 내부 공간(100)을 구획하지 않은 상태 의 막 형성 장치의 구조를 예시적으로 표현한 것으로서, 도 2 (a)는 장치의 횡단면을 도시한 것이고, 도 2 (b)는 종단면을 도시한 것이다.

도 3은 격벽부(800)가 닫힌 상태, 즉, 챔버(100)의 내부 공간(100)을 구획한 상태 의 막 형성 장치의 구조를 예시적으로 표현한 것으로서, 도 3 (a)는 장치의 횡단면을 도시한 것이고, 도 3 (b)는 종단면을 도시한 것이다.

도 2 (a), (b) 및 도 3 (a), (b)에 도시된 바와 같이, 본 발명의 막 형성 장치(10)는 하나의 챔버(10)를 포함할 수 있다. 상기 챔버(10)의 내부 공간(110)에는 하나 이상의 코팅대상체(1000)가 거치되고, 상기 막 형성 장치(10)는 상기 코팅대상체(1000)의 일면에 코팅재(900)로 조성된 막(910)을 형성하는 작용을 할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에서 상기 막(910)을 형성하는 작용은 '증착(Deposition)' 작용을 기반으로 한 것일 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에서 상기 막(910)을 형성하는 작용은 PVD(Physical Vapor Deposition)에 기반한 것일 수 있다. PVD는 열을 가해 코팅재를 가스 상태로 만들고, 뜨거운 가스가 차가운 코팅대상체(1000)를 만나서 고체가 되면서 기판에 증착되는 작용일 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에서 상기 막(910)을 형성하는 작용은 PVD 중에서도 스퍼터링(Sputtering)에 기반한 것일 수 있다. 스퍼터링은 아르곤과 같은 비활성 기체를 이온화하고, 코팅재(900)를 포함하는 스퍼터링 타겟(210)의 표면에 충돌시켜 코팅재(900)를 튀어 나오게 하여 상기 코팅대상체(1000)의 상기 일면에 증착되도록 하는 방법이다.

스퍼터링 타겟(210)은, sputtering 증착 시에 사용되는 금속, 합금 또는 화합물의 부재로서 사용자의 필요에 따라 매우 다양한 성분으로 형성될 수 있다. 또한 그 형태에 있어서도 직사각형, 정사각형, 원판형, 원통형 등 다양한 형상의 판재로서 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에서 상기 막(910)을 형성하는 작용은 고전압 펄스를 사용한 HiPIMS(High power impulse magnetron sputtering) 스퍼터링 작업에 기반할 수 있다. 이는 높은 전력을 순간적으로 캐소드(음극)에 인가하여 고밀도 플라즈마를 형성하는 기술이다. HiPIMS 기술은 다른 PVD 코팅장치에 비해 평탄한 표면과 치밀한 박막구조 그리고 요철 부분의 균일한 증착(Step coverage) 특성을 얻을 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에서 상기 막(910)을 형성하는 작용은 분사 방식에 기반한 것일 수 있다.

이러한 분사 방식은 분사구(미도시)를 구비하여 진행되는 열분사 방식, 열플라즈마 분사(APS) 방식, 스프레이 분사 방식을 포함할 수 있다.

이러한 실시 예에서, 상기 코팅재(900)는 에어로졸, 파우더 및 증기 중 적어도 하나의 상태로 분사될 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에서 본 발명의 장치(10)에서 수행되는 막 형성 방법은, Evaporation 방식에 기반할 수 있다.

상기 제1 소스부(200a, 200b)는 챔버(100)의 내부 공간(110)에 입자 상태의 코팅재(900)를 방출할 수 있다. 상기의 방출 작용은 상기한 실시 예들에 따른 막(910)을 형성하는 작용을 구현하기 위해 코팅재(900)를 방출하는 작용일 수 있다.

상기 제2 소스부(400)는 내부 공간(110)에 상기 코팅재(900)와 반응 가능한 반응성 가스를 방출할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에서 상기 반응성 가스는 코팅대상체(1000)와 반응하여 산화물을 형성하는 산소와 같이 화학적 반응성이 좋은 가스일 수 있다. 실시 예에 따라 질소나 할로겐족 등의 물질로 구성될 수 있다.

상기 거치부(300)는, 코팅대상체(1000)가 거치될 수 있다.

상기 코팅대상체(1000a)는, 그 일면에 상기 방출된 코팅재(900)가 막(910)이 형성될 수 있는 물체를 의미한다.

상기 코팅대상체(1000a)는 실시 예에 따라, 반도체 웨이퍼(Wafer)나 디스플레이 패널과 같은 기판(Substrate)일 수 있다. 또는 절삭공구, 광학기기 등일 수 있다.

또한 상기 코팅대상체(1000a, 1000b)는 실시 예에 따라, 상기 반도체 또는 디스플레이 설비의 부품, ESC척, CVD 장치의 샤워헤드, 에칭 장비의 세라믹 윈도우, 쉴드 등일 수 있다.

상기 거치부(900)는 상기 코팅대상체(1000)가 거치된 상태에서 상기 거치된 코팅대상체(1000)를 상기 제1 소스부(200a, 200b) 및 상기 제2 소스부(400)에 대향되도록 회전이송시킬 수 있다.

상기 거치부(300)는, 상기 코팅대상체(1000)의 일면이 상기 적어도 하나의 제1 소스부(200a, 200b)의 일면과 대향된 상태가 되도록 상기 코팅대상체(1000)를 거치할 수 있다. 이와 같이 대향된 상태를 이루도록 함으로써 코팅대상체(1000)의 일면에 상기 방출된 코팅재(900)가 부착되어 막(910)이 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따라, 상기 거치부(900)는 상기 제어부(700)의 제어에 따라 회전 축(390)을 중심으로 회전 가능한 구동부(미도시)를 포함할 수 있다. 상기 구동부(미도시)에는 상기 코팅대상체(1000)가 부착 및 고정되는 형태로 거치될 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따라 상기 구동부(미도시)는 상기 회전 축(390)을 중심으로 회전하는 회전드럼부(320)를 포함할 수 있다.

상기 거치부(300)는 기판 형태의 코팅대상체(1000)를 고정시키는 기판 홀더(미도시)를 포함할 수 있다.

상기 격벽부(800)는, 상기 챔버(100)의 내부 공간(110)을, 구획된 상태 및 구획되지 않은 상태로 상호 전환시킬 수 있다.

상기 격벽부(800)는, 보다 구체적으로, 상기 제1 소스부(200a, 200b)의 적어도 일면이 위치한 제1 공간(111)과 상기 제2 소스부(400)의 적어도 일면이 위치한 제2 공간(112)으로 구획된 상태 및 구획되지 않은 상태로 전환시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에서 상기 챔버(100)는 밀폐 구조로서 그 내부 공간(110)과 외부가 완전히 단절되도록 구성될 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에서 상기 챔버(100)는 일부가 개방된 구조로서 그 내부 공간(110)과 외부가 완전히 단절되지 않을 수 있다. 이러한 경우, 내부 공간(110)이라 함은 기하학적인 의미에서의 '내부'를 의미하지 않을 수 있다. 즉 당해 기술 분야에서 통상의 기술자의 입장에서 인식할 수 있는 구조적인 공간을 의미할 수 있다. 본 발명의 챔버(100)는 그 내부 공간에서 막을 형성하기 위해 외부와 구획하는 역할을 수행하는 것으로서, 기술적 의미에서 그 작용이 일어나는 공간인 '내부 공간'을 명확히 인식할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에서 상기 '구획된다'는 의미는, 공간을 정확히 두 개 또는 그 이상의 공간으로 나누어 그 나뉜 공간 내의 물질들이 왕래할 수 없는 상태가 된 것일 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에서 상기 '구획된다'는 의미는, 공간을 두 개 또는 그 이상의 공간으로 나누되, 일부 틈이 존재하여 그 나뉜 공간 내의 물질들이 일부 왕래가능한 상태가 된 것일 수 있다. 즉, 일부 왕래 가능한 상태이더라도 내부의 물질의 조성이나 상태에 기술적인 의미가 있는 차이가 존재하게 되어, 당해 기술 분야에서 통상의 기술자의 입장에서 '구획되었음'을 인식할 수 있는 상태를 의미할 수 있다.

본 발명의 막 형성 장치(10)는 상기 막(910)의 조성, 품질 및 상기 코팅대상체(1000)의 일면에의 부착도를 향상시키기 위한 각종의 기능부들을 포함하고, 각 세부 공정에 맞게 이를 적정하게 제어하는 방법을 수행하는 제어부(700)를 포함할 수 있다.

상기 제어부(700)는 상기 제1 소스부(200a, 200b), 상기 제2 소스부(400), 상기 거치부(300) 및 상기 격벽부(800)의 작동을 제어할 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 격벽부의 구조를 나타내는 개념도이다,

도 4의 (a), (b)에 도시된 바와 같이, 상기 격벽부(800)는, 격판(810)을 포함할 수 있다.

상기 격판(810)은 상기 제어부(700)에 의해, 상기 내부 공간(110)을 상기 제1 공간(111)과 상기 제2 공간(112)으로 구획하는 제1 자세(도 4 (a) 참조) 및 상기 내부 공간(110)을 구획하지 않는 제2 자세(도 4 (b) 참조)로 제어될 수 있다.

상기 격벽부(800)는, 상기 제어부(700)의 제어에 따라 상기 격판(810)을 전도 및 기립 등의 상태로 조절하는 격판구동부(820)를 포함할 수 있다. 상기 격판구동부(820)는 운동을 유발하는 동력을 생성하는 모터 등의 액츄에이터 및 상기 액츄에이터로부터 동력을 상기 격판(810)에 전달하는 축, 링크, 슬라이딩 부재, 기어 등의 동력 전달 수단을 포함할 수 있다.

상기 격판(810)의 운동의 예시로서, 상기 도 4 (a), (b)에는 상기 격판(810)이 일 축을 따라 회전함으로써 기립(도 4 (a) 참조) 및 전도(도 4 (b) 참조)되는 형태가 도시되어 있다.

이외에도 실시 예에 따라 상기 격판(810)을 기립 및 전도시킬 수 있는 다양한 메커니즘이 채택될 수 있다. 즉, 회전 모터, 리니어 모터, 유/공압 장치, 헬리컬 기어, 베벨 기어 등 다양한 형태의 액츄에이터 및/또는 동력 전달 장치가 그 용도에 맞게 도입될 수 있다.

또한 도 2 (a), (b) 및 도 3 (a), (b)에는 상기 격판(810)이 슬라이딩 부재를 통해 기립(도 3 (a), (b) 참조)되거나 전도(도 2 (a), (b) 참조) 되는 형태가 포함되어 있다.

또한 도 2 (b) 및 도 3 (b)에는 복수의 펌프부(600), 복수의 격벽부(800) 및 그 하위 구성요소들이 도시되어 있다. 다만, 간결한 표현을 위해 같은 형태와 작용을 지니는 각 복수의 구성요소의 일부들에 대해 도면 부호를 생략하였다.

도 2 (a), (b) 및 도 3 (a), (b)에 도시된 바와 같이, 회전드럼부(320)를 포함할 수 있다.

상기 회전드럼부(320)는 소정의 회전축(390)을 중심으로 회전 가능하고 외주면의 적어도 일부에 상기 코팅대상체(1000a, 1000b)가 거치될 수 있다.

상기 내부 공간(110)은 상기 회전드럼부(320)의 상기 외주면 및 상기 챔버(100)의 내벽 사이에 형성되는 공간일 수 있다.

상기 외주면의 상기 적어도 일부는 상기 회전드럼부(320)의 주연부(周緣部)의 적어도 일부일 수 있다.

상기 주연부는 상기 중심 축(625)을 기준으로 둘레를 이루는 부분일 수 있다. 예를 들면, 상기 회전드럼부(320)가 상기 중심 축(390)을 회전 중심으로 하는 드럼(원통 또는 다각형 기둥 둥)의 형상을 지니는 경우라면, 상기 주연부는 그 드럼의 측면, 즉 둘레면의 적어도 일부를 의미할 수 있다.

상기 제어부(700)는 상기 회전드럼부(320)를 제어하여 그 회전 각속도를 제어하거나 회전의 방향(정/반)을 제어할 수 있다.

또한 실시 예에 따라 상기 회전드럼부(320)는 상기 코팅대상체(1000)에 바이어스 전압을 인가하는 상기 CCP(Capacitively Coupled Plasma) 소스(미도시)를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따라 상기 제1 공간(111) 내의 가스를 흡입하여 상기 챔버(100)의 외부로 배출 가능한 적어도 하나의 펌프부(600)를 더 포함할 수 있다.

또한 일 실시 예에 따라 상기 적어도 하나의 펌프부(600)는 복수 개가 구비되고, 그 일부는 상기 제2 공간(112)(112) 내의 가스를 흡입하여 상기 챔버(100)의 외부로 배출할 수 있다.

상기 펌프부(600)는, 챔버(100)의 내부 가스를 흡입하여 압력을 떨어 뜨리는 수단으로서, 실시 예에 따라 터보분자펌프나 크라이오펌프와 같은 고진공 펌프를 포함하여 구현될 수 있다.

상기 제어부(700)는, 상기 내부 공간(110)을 상기 제1 공간(111)과 상기 제2 공간(112)으로 구획하도록 상기 격벽부(800)를 제어한 상태에서, 상기 펌프부(600)가 상기 제1 공간(111) 내의 가스를 흡입하도록 제어할 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스퍼터링 타겟의 구조 및 동작을 나타내는 개념도이다,

도 5 (a), (b)에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시 예에 따른 제1 소스부(200a, 200b)는 상기 코팅재(900)가 방출되는 적어도 하나의 스퍼터링 타겟(210)을 포함할 수 있다.

상기 제1 소스부(200a, 200b)는 상기 스퍼터링 타겟(210)을 포함하여 스퍼터링 방식으로, 상기 코팅재(900)를 방출하는 캐소드(음극)를 포함하는 구성일 수 있다.

즉 상기 캐소드는 일 실시 예에 따라 Magnet DC/Pulse/RF/MF 타입의 캐소드일 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에서 상기 스퍼터링 타겟(210)은, 도 5 (a)에 도시된 바와 같이 상기 코팅재(900)가 방출되는 일면이, 원통의 둘레 면 형상을 이룰 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에서 상기 스퍼터링 타겟(210)은, 도 5 (b)에 도시된 바와 같이 상기 코팅재(900)가 방출되는 일면이, 평면 형상을 이룰 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에서, 상기 제1 소스부(200a, 200b)는 자기장을 발생시키는 마그넷(220)을 더 포함할 수 있다.

상기 마그넷은 일 실시 예에 따라 증착 입자의 방향성 조절을 위한 스윙 기능을 수행할 수 있다.

상기 제어부(700)는, 상기 마그넷(220)을 운동(마그넷 스윙)하도록 제어함으로써 상기 제1 소스부(200a, 200b)의 상기 코팅재(900)의 방출 위치 또는 방출 방향을 변화시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에서 상기 제1 소스부(200a, 200b)는 상기 코팅재(900)를 에어로졸 상태로 분사하는 분사구(미도시)를 포함하고, 상기 제어부(700)는, 상기 분사구(미도시)의 위치 및 분사 각도 중 적어도 하나를 변화시키도록 상기 제1 소스부(200a, 200b)를 제어할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 막 형성 장치(10)는 적어도 하나의 히터부(미도시)를 더 포함할 수 있다.

상기 히터부(미도시)는, 본 발명의 일 실시예에 따라 RTA(Rapid Thermal Annealing) 히터를 포함할 수 있다. RTA(Rapid Thermal Annealing) 히터는 텅스텐 할로겐 램프로 적외선복사광선을 방출하여 급속 열처리가 가능한 히터를 말한다.

또한 상기 히터부(미도시)는 Electron Beam Source를 포함 할 수 있다. Electron Beam Source는 코팅된 기재의 표면에 높은 에너지의 전자를 충돌 시켜 증착된 막의 온도를 증가 시킬 수 있고, 막면 및 막내부에 전자를 침투시켜 재료의 전기전도로를 조정 할 수도 있다.

상기 적어도 하나의 히터부(미도시)는 상기 챔버(100) 내에서 상기 복수의 제1 소스부(200a, 200b) 및 상기 복수의 제2 소스부(400) 사이에 배치될 수 있다.

상기 적어도 하나의 히터부(미도시)는 상기 제어부(700)의 제어에 따라, 상기 코팅대상체(1000)의 상기 일면에 대한 가열 작업을 수행할 수 있다.

상기 적어도 하나의 히터부(미도시)는 상기 제어부(700)의 제어에 따라, 상기 막(910)의 상기 적어도 일부에 대한 가열 작업을 수행할 수 있다.

이와 같은 가열 작업은 임계 핵성장 및 박막 열처리 기능을 수행하는 것일 수 있다.

상기 제2 소스부(400)는, Ar, O2, N2, NF3, CF4 및 F 등의 불활성 가스 또는 상기 반응성 가스, 또는 이들의 조합을 챔버(100)에 유입시키는 분출구를 포함할 수 있다.

상기 제2 소스부(400)는, 상기 유도결합플라즈마(ICP) 소스(미도시)를 포함할 수 있다.

상기 유도결합플라즈마(ICP) 소스(미도시)는 고밀도 플라즈마 상태를 생성할할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따라 상기 유도결합플라즈마 소스(미도시)는, 상기 제어부(700)의 제어에 따라, 상기 막(910)이 형성되기 이전에 전처리 작업을 수행할 수 있다.

상기 전처리 작업은 상기 코팅 대상체(1000)의 막(910)이 형성될 일면에 대한 클리닝 작업, 표면 에너지 증가 작업 및 조도 조절 작업 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따라 상기 유도결합플라즈마소스(미도시)는, 상기 제어부(700)의 제어에 따라, 상기 막(910)의 상기 적어도 일부가 형성된 이후 상기 막(910)의 상기 적어도 일부의 치밀도 증가를 위하여 에칭 작업 및 이온 충돌 작업 중 적어도 하나를 수행할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따라 상기 유도결합플라즈마 소스(미도시)는, 상기 제어부(700)의 제어에 따라, 상기 막(910)의 상기 적어도 일부가 형성된 이후 상기 막(910)의 화학양론적 조성결합을 위하여 반응성 가스를 사용할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따라 막(910)의 치밀도 막의 조성을 조정하기 위하여 에칭 작업 및 이온 충돌 작업 중 적어도 하나를 수행할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따라 상기 복수의 제2 소스부(400)는, 하나 또는 복수 개가 구비될 수 있다.

상기 제어부(700)는, 상기 내부 공간(110)이 구획되지 않은 상태가 되도록 상기 격벽부(800)가 제어된 상태에서, 상기 챔버(100) 내의 상기 반응성 가스의 분압을 조절하면서 상기 스퍼터링 타겟(210)을 제어하여 상기 코팅재(900)가 상기 반응성 가스와 반응한 상태로 상기 코팅대상체(1000a, 1000b)의 상기 일면에 증착되도록 제어할 수 있다.

상기 제어부(700)는 상기 과정에서 상기 유도결합플라즈마(ICP) 소스(미도시), 상기 격벽부(800) 및 상기 펌프부(600) 중 적어도 하나의 작용을 제어할 수 있다.

이러한 증착 과정은 '반응성 스퍼터링' 공정일 수 있다. 즉 대상체(1000)의 상기 일면이 제1 소스부(200a, 200b)를 지나는 구간에서 스퍼터링에 의해 방출된 코팅재(900)는 상기 제2 소스부(400)에서 방출되어 상기 챔버(100)의 내부 공간(110)에 유입된 반응성 가스와 반응하면서 상기 코팅대상체에 증착될 수 있다.

상기와 같은 반응성 스퍼터링 공정은 스퍼터링 공정과 반응 공정이 하나의 공간 영역 내에서 이루어지며, 반응성 가스의 분압을 조정하여 원하는 조성의 화합물질의 막, 예를 들면 산화막을 형성할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따라, 상기 반응성 스퍼터링 공정의 전 단계로, 상기 유도결합플라즈마(ICP) 소스(미도시)에 의한 상기 코팅대상체(1000)의 상기 일면에 대한 전처리 작업이 수행될 수 있다.

상기 전처리 작업은 상기 코팅 대상체(1000)의 막(910)이 형성될 일면에 대한 클리닝 작업, 표면 에너지 증가 작업 및 조도 조절 작업 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

이러한 전처리 작업은 상기 코팅대상체(1000)의 상기 일면이 상기 제2 소스부(400)와 대향하는 위치에 놓이도록 상기 거치부(300)를 제어한 상태에서 수행될 수 있다.

또한 상기 제어부(700)는, 상기 격벽부(800)가 상기 내부 공간(110)을 상기 제1 공간(111)과 상기 제2 공간(112)으로 구획한 상태에서 상기 거치부(300)가 상기 코팅대상체(1000)를 회전이송시키도록 제어하면서, 상기 제1 공간(111) 내에서 이루어지는 공정인 제1 과정 및 상기 제2 공간(112) 내에서 이루어지는 공정인 제2 과정을 순차적으로 진행할 수 있다.

또한 연속적인 코팅대상체(1000)의 회전 이송에 의해 상기와 같은 순차적인 제1 과정 및 제2 과정의 진행을 반복할 수 있다.

상기 제1 과정은 상기 스퍼터링 타겟(210)을 제어하여 상기 제1 공간(111) 내에서 상기 방출된 코팅재(900)를 상기 코팅대상체(1000a, 1000b)에 증착시키는 과정일 수 있다.

상기 제2 과정 및 상기 유도결합플라즈마 소스를 제어하여 상기 증착된 코팅재(900)를 상기 반응성 가스와 반응시키는 과정일 수 있다.

상기와 같은 제1 과정 및 제2 과정의 순차, 반복적인 진행은 RAS (Radical Assist Sputtering) 공정 혹은 그와 유사한 공정일 수 있다.

RAS (Radical Assist Sputtering) 공정은 스퍼터링 공정과 반응 공정이 시간적, 공간적, 전기적으로 분리되어서 독립적으로 제어될 수 있다. 스퍼터링에 의한 불완전 화합물(예를 들면 산화물)의 막 형성 프로세스와 강력한 래디컬원에 의한 완전 반응(예를 들면 산화) 프로세스를 반복함으로써 고속 적층이 가능한 장점이 있다.

본 발명의 일 실시 예에서, 상기 코팅대상체(1000)의 상기 일면이 제2 소스부(400a)를 지나는 구간에서 반응성 가스의 분출과 제2 소스부(400a, 400b)의 플라즈마 발생을 통해 진행되는 에칭 작업 등을 통해 막 표면의 반응성이 증가되고, 반응성 가스의 플라즈마를 통해 발생된 라디칼 입자들과 쉽게 반응을 할 수 있다. 즉, 화학양론적 반응성 스퍼터링으로 고품질의 막(910)이 형성될 수 있다.

또한 2단계 증착 기법을 통한 고품질의 결정 성장 과정 또한 용이하게 구현 가능하다. 상기 2단계 증착 기법은, 스퍼터링을 통해 형성된 박막에 상기 제2 소스부(400a)에서 라디칼 입자를 조사하여 통해 결정성을 갖는 화합물을 형성하는 단계와 라디컬 입자를 이용한 상기 박막의 성장(특히 결정성장)을 조절함으로써 상기와 같은 막(910)의 고품질화를 달성하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 막 형성 장치(10) 및 그 제어 방법은 상기와 같은 반응성 스퍼터링 공정과 RAS 공정을 하나의 장치(10) 내에서 구현할 수 있게 된다.

이에 따라 하나의 코팅대상체(1000)에 상기 두 가지의 공정을 모두 사용하여 막을 형성하여야 하는 경우에도 두 개 이상의 장치를 전전하지 않고도 용이하게 작업 수행이 가능해 진다. 이에 따라 형성할 수 있는 막의 종류나 조성을 더욱 다양하게 조정할 수 있고, 또한 막(910)의 형성(코팅)을 위한 시간 및 비용을 획기적으로 단축할 수 있게 된다.

또한 반응성 스퍼터링 공정과 RAS 공정을 순차적으로, 더 나아가 또한 반복적으로 수행함으로써 Multi Layer의 막을 손쉽게 형성할 수 있다.

예를 들어 내플라즈마 결정질 세라믹 코팅막인 YOF (Yttrium Oxyfluoride, 불화이트륨) 코팅 시 YO는 RAS 방식, YF는 반응성 스퍼터링 방식으로 증착하여 Yttrium target의 산화를 방지하면서 YOF의 증착속도를 높이는 등의 장점을 구현할 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 막 형성 장치의 제어방법을 설명하기 위한 순서도이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 막 형성 장치(10)의 제어 방법은 상기 제어부(700)에 의해 수행될 수 있다.

상기 제어 방법은, 상기 격벽부(800)를 제어하여, 상기 챔버(100)의 내부 공간(110)을, 상기 제1 소스부(200a, 200b)의 적어도 일면이 위치한 제1 공간(111)과 상기 제2 소스부(400)의 적어도 일면이 위치한 제2 공간(112)으로 구획된 상태 및 구획되지 않은 상태 중 어느 하나에서 다른 하나로 전환시키는 단계(S100); 및 상기 거치부(300)를 제어하여 상기 거치된 코팅대상체(1000a, 1000b)를 회전이송시키는 단계(S200)를 포함할 수 있다.

상기 회전이송시키는 단계(S200)는, 상기 챔버(100)의 내부 공간(110)에 입자 상태의 코팅재(900)를 방출하도록 상기 제1 소스부(200a, 200b)를 제어한 상태에서, 상기 내부 공간(110)에 상기 코팅재(900)와 반응 가능한 반응성 가스를 방출하도록 상기 제2 소스부(400)를 제어하는 과정을 포함할 수 있다.

상기 막 형성 장치(10)는, 상기 제1 공간(111) 내의 가스를 흡입하여 상기 챔버(100)의 외부로 배출 가능한 적어도 하나의 펌프부(600)를 더 포함할 수 있다.

상기 회전이송시키는 단계(S200)는, 상기 내부 공간(110)이 상기 격벽부(800)에 의해 상기 제1 공간(111)과 상기 제2 공간(112)으로 구획된 상태에서, 상기 펌프부(600)가 상기 제1 공간(111) 내의 가스를 흡입하도록 제어하는 과정을 더 포함할 수 있다.

상기 제1 소스부(200a, 200b)는, 상기 코팅재(900)가 방출되는 스퍼터링 타겟(210)을 포함하고, 상기 제2 소스부(400)는, 상기 유도결합플라즈마(ICP) 소스를 포함할 수 있다.

상기 회전이송시키는 단계(S200)는, 상기 내부 공간(110)이 상기 격벽부(800)에 의해 상기 제1 공간(111)과 상기 제2 공간(112)으로 구획되지 않은 상태에서, 상기 유도결합플라즈마(ICP) 소스, 상기 격벽부(800) 및 상기 펌프부(600) 중 적어도 하나의 작용을 제어하여 상기 챔버(100) 내의 상기 반응성 가스의 분압을 조절하면서 상기 스퍼터링 타겟(210)을 제어하여 상기 방출된 코팅재(900)가 상기 반응성 가스와 반응한 상태로 상기 코팅대상체(1000a, 1000b)의 상기 일면에 증착되도록 제어할 수 있다.

상기 회전이송시키는 단계(S200)는, 상기 격벽부(800)가 상기 내부 공간(110)을 상기 제1 공간(111)과 상기 제2 공간(112)으로 구획한 상태에서 상기 거치부(300)가 상기 코팅대상체(1000a, 1000b)를 회전이송시키도록 제어하면서, 상기 스퍼터링 타겟(210)을 제어하여 상기 제1 공간(111) 내에서 상기 방출된 코팅재(900)를 상기 코팅대상체(1000a, 1000b)에 증착시키는 과정 및 상기 유도결합플라즈마 소스를 제어하여 상기 증착된 코팅재(900)를 상기 반응성 가스와 반응시키는 과정을 순차 및 반복적으로 진행시킬 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 막 형성 장치(10)의 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시 예에 따른 제어 방법은 먼저 기판과 같은 코팅대상체(1000)를 챔버(100) 내에 투입하여 펌프부(600)의 가동을 통해 진공을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 제어 방법은 상기 투입된 코팅대상체(1000)의 일면에 ICP 소스를 이용하여 생성된 플라스마 가스를 이용하여 Pre-cleaning과 같은 전처리 작업을 진행하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 제어 방법은 스퍼터링 증착에 라디칼 입자를 이용할 것인지를 판단하는 단계를 포함할 수 있다. 상기와 같은 판단은 외부의 입력 또는 세팅된 정보에 따라 수행될 수 있다.

라디칼 입자를 이용하는 경우에는 상기 격판(810)을 닫는 단계 및 ICP 플라즈마를 이용하여 스퍼터링을 하는 단계를 수행할 수 있다. 상기 ICP 플라즈마를 이용하여 스퍼터링을 하는 단계는 스퍼터링을 통해 코팅대상체(1000)에 막(910)을 증착시키는 과정 및 ICP 플라스마에 의해 발생된 라디칼 입자를 증착된 막(910)에 반응시키는 과정을 순차적으로 또한 반복하여 수행(RAS 공정)하는 단계일 수 있다.

라디칼 입자를 이용하지 않는 경우에는 상기 격판(810)을 여는 단계 및 반응성 가스를 이용하여 반응성 스퍼터링을 하는 단계를 수행할 수 있다.

한편, 상술한 본 발명의 다양한 실시 예들에 따른 제어 방법은 프로그램 코드로 구현되어 다양한 비일시적 판독 가능 매체(non-transitory computer readable medium)에 저장된 상태로 서버 또는 기기들에 제공될 수 있다.

비일시적 판독 가능 매체란 레지스터, 캐쉬, 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터를 저장하는 매체가 아니라 반영구적으로 데이터를 저장하며, 기기에 의해 판독(reading)이 가능한 매체를 의미한다. 구체적으로는, 상술한 다양한 어플리케이션 또는 프로그램들은 CD, DVD, 하드 디스크, 블루레이 디스크, USB, 메모리카드, ROM 등과 같은 비일시적 판독 가능 매체에 저장되어 제공될 수 있다.

또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

10: 막 형성 장치 100: 챔버
110: 내부 공간 111: 제1 공간
112: 제2 공간
200a, 200b: 제1 소스부
210: 스퍼터링 타겟 220: 마그넷
300: 거치부
320: 회전드럼부 390: 회전 축
400: 제2 소스부
600: 펌프부 610: 진공펌프
620: 밸브
700: 제어부 800: 격벽부
810: 격판 820: 격판구동부
900: 코팅재 910: 막
1000: 코팅대상체

Claims (11)

1. 챔버;
   상기 챔버의 내부 공간에 입자 상태의 코팅재를 방출 가능한 적어도 하나의 제1 소스부;
   상기 내부 공간에 상기 코팅재와 반응 가능한 반응성 가스를 방출 가능한 제2 소스부;
   상기 방출된 코팅재가 일면에 부착되어 막이 형성되는 적어도 하나의 코팅대상체가 거치되고, 상기 거치된 코팅대상체를 상기 제1 소스부 및 상기 제2 소스부에 대향되도록 회전이송시킬 수 있는 거치부;
   상기 챔버의 내부 공간을, 상기 제1 소스부의 적어도 일면이 위치한 제1 공간과 상기 제2 소스부의 적어도 일면이 위치한 제2 공간으로 구획된 상태 및 구획되지 않은 상태로 전환시킬 수 있는 격벽부; 및
   상기 제1 소스부, 상기 제2 소스부, 상기 거치부 및 상기 격벽부의 작동을 제어하는 제어부를 포함하고,
   상기 격벽부는,
   상기 제어부에 의해, 일 축을 따른 회전을 통해 기립하여 상기 내부 공간을 상기 제1 공간과 상기 제2 공간으로 구획하는 제1 자세 및 상기 일 축을 따른 회전을 통해 전도되어 상기 내부 공간을 구획하지 않는 제2 자세로 제어되는 격판을 포함하고,
   상기 거치부는, 소정의 회전축을 중심으로 회전 가능하고 외주면의 적어도 일부에 상기 코팅대상체가 거치되는 회전드럼부를 포함하고,
   상기 내부 공간은 상기 회전드럼부의 상기 외주면 및 상기 챔버의 내벽 사이의 공간인 것을 특징으로 하는 막 형성 장치.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 격벽부는,
   상기 제어부의 제어에 따라 상기 격판의 자세를 상기 제1 자세 및 상기 제2 자세로 조절하는 격판구동부를 포함하고,
   상기 격판구동부는 액츄에이터 및 상기 액츄에이터에서 생성된 동력을 상기 격판에 전달하여 상기 격판이 상기 일 축을 따라 회전하도록 하는 동력 전달 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 막 형성 장치.
   
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 동력 전달 수단은,
   축, 링크, 슬라이딩 부재, 기어 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 막 형성 장치.
   
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 제1 공간 내의 가스를 흡입하여 상기 챔버의 외부로 배출 가능한 적어도 하나의 펌프부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 막 형성 장치.
   
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 내부 공간을 상기 제1 공간과 상기 제2 공간으로 구획하도록 상기 격벽부를 제어한 상태에서,
   상기 펌프부가 상기 제1 공간 내의 가스를 흡입하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 막 형성 장치.
   
6. 제 4 항에 있어서,
   상기 제1 소스부는, 상기 코팅재가 방출되는 스퍼터링 타겟을 포함하고,
   상기 제2 소스부는, 유도결합플라즈마(ICP) 소스를 포함하고,
   상기 제어부는,
   상기 내부 공간이 구획되지 않은 상태가 되도록 상기 격벽부를 제어하고,
   상기 유도결합플라즈마(ICP) 소스, 상기 격벽부 및 상기 펌프부 중 적어도 하나의 작용을 제어하여 상기 챔버 내의 상기 반응성 가스의 분압을 조절하면서 상기 스퍼터링 타겟을 제어하여 상기 코팅재가 상기 반응성 가스와 반응한 상태로 상기 코팅대상체의 상기 일면에 증착되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 막 형성 장치.
   
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 제1 소스부는, 상기 코팅재가 방출되는 스퍼터링 타겟을 포함하고,
   상기 제2 소스부는, 유도결합플라즈마(ICP) 소스를 포함하고,
   상기 제어부는,
   상기 격벽부가 상기 내부 공간을 상기 제1 공간과 상기 제2 공간으로 구획하고 상기 거치부가 상기 코팅대상체를 회전이송시키도록 제어하면서,
   상기 스퍼터링 타겟을 제어하여 상기 제1 공간 내에서 상기 방출된 코팅재를 상기 코팅대상체에 증착시키는 과정 및 상기 유도결합플라즈마 소스를 제어하여 상기 증착된 코팅재를 상기 반응성 가스와 반응시키는 과정을 순차 및 반복적으로 진행시키는 것을 특징으로 하는 막 형성 장치.
   
8. 챔버, 제1 소스부, 제2 소스부, 거치부, 격벽부 및 제어부를 포함하고 상기 챔버 내에서 상기 거치부에 거치된 적어도 하나의 코팅대상체의 일면에 막을 형성하는 막 형성 장치의 제어부에 의해 수행되는 제어 방법에 있어서,
   상기 격벽부를 제어하여, 상기 챔버의 내부 공간을, 상기 제1 소스부의 적어도 일면이 위치한 제1 공간과 상기 제2 소스부의 적어도 일면이 위치한 제2 공간으로 구획된 상태 및 구획되지 않은 상태 중 어느 하나에서 다른 하나로 전환시키는 단계; 및
   상기 거치부를 제어하여 상기 거치된 코팅대상체를 회전이송시키는 단계를 포함하고,
   상기 회전이송시키는 단계는,
   상기 챔버의 내부 공간에 입자 상태의 코팅재를 방출하도록 상기 제1 소스부를 제어하고, 상기 내부 공간에 상기 코팅재와 반응 가능한 반응성 가스를 방출하도록 상기 제2 소스부를 제어하는 과정을 포함하고,
   상기 격벽부는,
   상기 제어부의 제어에 의해, 일 축을 따른 회전을 통해 기립하여 상기 내부 공간을 상기 제1 공간과 상기 제2 공간으로 구획하는 제1 자세 및 상기 일 축을 따른 회전을 통해 전도되어 상기 내부 공간을 구획하지 않는 제2 자세로 제어되는 격판을 포함하고,
   상기 거치부는, 소정의 회전축을 중심으로 회전 가능하고 외주면의 적어도 일부에 상기 코팅대상체가 거치되는 회전드럼부를 포함하고,
   상기 내부 공간은 상기 회전드럼부의 상기 외주면 및 상기 챔버의 내벽 사이의 공간인 것을 특징으로 하는 막 형성 장치의 제어 방법.
   
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 막 형성 장치는, 상기 제1 공간 내의 가스를 흡입하여 상기 챔버의 외부로 배출 가능한 적어도 하나의 펌프부를 더 포함하고,
   상기 회전이송시키는 단계는,
   상기 내부 공간이 상기 격벽부에 의해 상기 제1 공간과 상기 제2 공간으로 구획된 상태에서, 상기 펌프부가 상기 제1 공간 내의 가스를 흡입하도록 제어하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 막 형성 장치의 제어 방법.
   
10. 제 8 항에 있어서,
    상기 막 형성 장치는, 상기 제1 공간 내의 가스를 흡입하여 상기 챔버의 외부로 배출 가능한 적어도 하나의 펌프부를 더 포함하고,
    상기 제1 소스부는, 상기 코팅재가 방출되는 스퍼터링 타겟을 포함하고,
    상기 제2 소스부는, 유도결합플라즈마(ICP) 소스를 포함하고,
    상기 회전이송시키는 단계는,
    상기 내부 공간이 상기 격벽부에 의해 상기 제1 공간과 상기 제2 공간으로 구획되지 않은 상태에서,
    상기 유도결합플라즈마(ICP) 소스, 상기 격벽부 및 상기 펌프부 중 적어도 하나의 작용을 제어하여 상기 챔버 내의 상기 반응성 가스의 분압을 조절하면서 상기 스퍼터링 타겟을 제어하여 상기 방출된 코팅재가 상기 반응성 가스와 반응한 상태로 상기 코팅대상체의 상기 일면에 증착되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 막 형성 장치의 제어 방법.
    
11. 제 8 항에 있어서,
    상기 제1 소스부는, 상기 코팅재가 방출되는 스퍼터링 타겟을 포함하고,
    상기 제2 소스부는, 유도결합플라즈마(ICP) 소스를 포함하고,
    상기 회전이송시키는 단계는,
    상기 격벽부가 상기 내부 공간을 상기 제1 공간과 상기 제2 공간으로 구획한 상태에서 상기 거치부가 상기 코팅대상체를 회전이송시키도록 제어하면서,
    상기 스퍼터링 타겟을 제어하여 상기 제1 공간 내에서 상기 방출된 코팅재를 상기 코팅대상체에 증착시키는 과정 및 상기 유도결합플라즈마 소스를 제어하여 상기 증착된 코팅재를 상기 반응성 가스와 반응시키는 과정을 순차 및 반복적으로 진행시키는 것을 특징으로 하는 막 형성 장치의 제어 방법.
    

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