KR102301176B1 - 스퍼터링 장치용 캐소드 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 중앙 마그넷 베이스와 상기 중앙 마그넷 베이스의 전면에 위치하는 중앙 내부 마그넷 및 중앙 외부 마그넷을 구비하는 중앙 마그넷 모듈과, 중앙 마그넷 모듈이 전면에 결합되는 중앙 이송 베이스를 구비하며, 중앙 마그넷 모듈의 후측에 위치하는 중앙 이송 모듈과, 상부 마그넷 베이스의 전면에 위치하는 상부 내부 마그넷 및 상부 외부 마그넷을 구비하며, 중앙 마그넷 모듈의 상부에 위치하는 상부 마그넷 모듈과, 상부 마그넷 모듈의 후측에 위치하여 상부 마그넷 모듈을 중앙 마그넷 모듈과 독립적으로 상하 이송시키는 상부 이송 모듈과, 하부 마그넷 베이스의 전면에 위치하는 하부 내부 마그넷 및 하부 외부 마그넷을 구비하며, 중앙 마그넷 모듈의 하부에 위치하는 하부 마그넷 모듈 및 하부 마그넷 모듈의 후측에 위치하여 하부 마그넷 모듈을 중앙 마그넷 모듈과 독립적으로 상하 이송시키는 하부 이송 모듈을 포함하는 스퍼터링 장치용 캐소드 장치를 개시한다.

Description

스퍼터링 장치용 캐소드 장치{Cathode Device for Sputtering Apparatus}
본 발명은 스퍼터링 장치용 캐소드 장치에 관한 것이다.
스퍼터링 방법은 액정 표시 장치(liquid crystal display), 유기 발광 표시 장치(organic light-emitting diode device)와 같은 평판 표시 장치를 구성하는 기판에 필요로 하는 성막 물질을 박막으로 증착하는 주된 방법이다.
스퍼터링 장치는 성막 물질로 형성되는 타겟의 후방에 배치되는 마그넷을 구비하는 캐소드 장치를 이용하여 기판에 박막을 증착시킨다. 상기 캐소드 장치는 마그넷을 이용하여 타겟의 전면에 자계를 생성하면서 타겟을 스퍼터링하여 발생되는 입자를 기판의 표면에 증착시켜 박막을 형성한다. 상기 타겟은 소정 두께를 갖는 판 형상 또는 블록 형상으로 형성되며, 스퍼터링 과정에서 성막 물질이 소모되면서 두께가 얇아진다. 상기 타겟은 전면에 전체적으로 균일하게 자계가 형성되지 않으므로 스퍼터링 과정에서 소모되는 정도가 다르게 된다. 상기 타겟은 감소되는 두께가 위치별로 차이가 있어서 특정 부위의 두께가 상대적으로 얇아지면 더 이상 사용하지 못하고 교체하여야 한다. 또한, 상기 타겟의 전면에 전체적으로 균일하게 자계가 형성되지 않으므로, 기판에 형성되는 박막의 두께 차이가 발생하게 된다. 특히, 상기 캐소드 장치는 스퍼터링 장치의 내부에 수직 방향으로 배치되므로, 기판의 수직 방향을 따라 박막의 두께에 편차가 발생되는 문제가 있다. 따라서, 상기 캐소드 장치는 타겟의 균일한 소모와 기판에 성막되는 박막의 두께 편차 감소를 위하여 마그넷을 전체적으로 기울여 사용하는 방법들을 적용하고 있으나, 효과가 크지 않은 실정이다.
본 발명은 기판에 성막되는 박막의 두께 편차가 감소되고 타겟이 전체적으로 균일하게 소모될 수 있는 스퍼터링 장치용 캐소드 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스퍼터링 장치용 캐소드 장치는 중앙 마그넷 베이스와 상기 중앙 마그넷 베이스의 전면에 위치하는 중앙 내부 마그넷 및 중앙 외부 마그넷을 구비하는 중앙 마그넷 모듈과, 상기 중앙 마그넷 모듈이 전면에 결합되는 중앙 이송 베이스를 구비하며, 상기 중앙 마그넷 모듈의 후측에 위치하여 상기 중앙 마그넷 모듈을 전후 이송 또는 틸팅시키는 중앙 이송 모듈과, 상부 마그넷 베이스의 전면에 위치하는 상부 내부 마그넷 및 상부 외부 마그넷을 구비하며, 상기 중앙 마그넷 모듈의 상부에 위치하여 상기 중앙 마그넷 모듈과 함께 전후 이송 및 틸팅되는 상부 마그넷 모듈과, 상기 상부 마그넷 모듈의 후측에 위치하여 상기 상부 마그넷 모듈을 상기 중앙 마그넷 모듈과 독립적으로 전후 이송 및 상하 이송시키는 상부 이송 모듈과, 하부 마그넷 베이스의 전면에 위치하는 하부 내부 마그넷 및 하부 외부 마그넷을 구비하며, 상기 중앙 마그넷 모듈의 하부에 위치하여 상기 중앙 마그넷 모듈과 함께 전후 이송 및 틸팅되는 하부 마그넷 모듈 및 상기 하부 마그넷 모듈의 후측에 위치하여 상기 하부 마그넷 모듈을 상기 중앙 마그넷 모듈과 독립적으로 전후 이송 및 상하 이송시키는 하부 이송 모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 상부 이송 모듈은 상기 상부 마그넷 베이스에 결합되어, 상기 상부 마그넷 베이스를 상하 이송하는 상부 상하 이송 수단 및 상기 상부 상하 이송 수단에 결합되어 상기 상부 마그넷 베이스를 전후 이송하는 상부 전후 이송 수단을 포함할 수 있다.
또한, 상기 상부 상하 이송 수단은 상기 상부 이송 베이스의 후면에 상하 방향으로 연장되며, 폭 방향으로 서로 이격되어 위치하는 상부 레일 및 상기 상부 레일에 상하 방향으로 이동 가능하게 결합되는 상부 블록을 포함하는 상부 엘엠 가이드와, 하측 영역에 전면에서 후면으로 관통되는 상부 지지 관통 홀을 구비하며, 상기 엘엠 가이드의 상부 블록에 상기 상부 이송 베이스와 평행하게 결합되는 상부 지지 판과, 상부 지지 판의 후면에 결합되는 상부 지지 블록과, 상기 상부 지지 관통 홀을 관통하여 상기 상부 이송 베이스의 후면에 결합되며, 상기 상부 지지 관통 홀의 내측에서 상하로 이송되는 상부 이송 블록과, 상하 방향으로 연장되며, 상측이 상기 상부 지지 블록에 지지되고 하측이 상기 상부 이송 블록에 지지되는 상부 상하 볼 스크류 및 상기 상부 상하 볼 스크류를 회전시켜 상기 상부 이송 블록을 상하 이송 시키는 상부 상하 모터를 포함할 수 있다.
또한, 상기 상부 지지 블록과 상부 이송 블록은 상하 방향으로 서로 이격되어 위치하며, 상기 상부 지지 블록은 상부 지지 판의 후면에서 고정된 상태를 유지하며, 상기 상부 이송 블록은 상부 이송 베이스에 고정된 상태에서 상기 상부 상하 볼 스크류의 회전에 의하여 상하로 이송될 수 있다.
또한, 상기 상부 상하 이송 수단은 상기 상부 이송 베이스 및 중앙 이송 베이스와 함께 틸팅된 상태에서 상기 상부 이송 베이스를 상하로 이송시킬 수 있다.
또한, 상기 상부 상하 이송 수단은 상기 상부 지지 판의 후면에 결합되며, 상기 중앙 이송 베이스에 전후진이동 가능하게 결합되는 상부 지지 바를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 상부 전후 이송 수단은 상기 상부 지지 판에 결합되는 상부 결합 블록과, 상기 상부 결합 블록에 결합되는 상부 전후 볼 스크류와, 상기 상부 전후 볼 스크류에 결합되는 상부 유니버셜 조인트 및 상기 상부 유니버셜 조인트에 결합되어 상기 상부 유니버셜 조인트를 회전시키는 상부 전후 모터를 포함할 수 있다.
또한, 상기 상부 전후 이송 수단은 상기 상부 지지 판에 결합되는 상부 결합 블록과, 상기 상부 결합 블록에 결합되는 상부 전후 볼 스크류와, 상기 상부 전후 볼 스크류에 결합되는 상부 유니버셜 조인트 및 상기 상부 유니버셜 조인트에 결합되어 상기 상부 유니버셜 조인트를 회전시키는 상부 전후 모터를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 스퍼터링 장치용 캐소드 장치는 중앙 마그넷 베이스와 상기 중앙 마그넷 베이스의 전면에 위치하는 중앙 내부 마그넷 및 중앙 외부 마그넷을 구비하는 중앙 마그넷 모듈과, 상기 중앙 마그넷 모듈이 전면에 결합되는 중앙 이송 베이스를 구비하며, 상기 중앙 마그넷 모듈의 후측에 위치하는 중앙 이송 모듈과, 상부 마그넷 베이스의 전면에 위치하는 상부 내부 마그넷 및 상부 외부 마그넷을 구비하며, 상기 중앙 마그넷 모듈의 상부에 위치하는 상부 마그넷 모듈과, 상기 상부 마그넷 모듈의 후측에 위치하여 상기 상부 마그넷 모듈을 상기중앙 마그넷 모듈과 독립적으로 상하 이송시키는 상부 이송 모듈과, 하부 마그넷 베이스의 전면에 위치하는 하부 내부 마그넷 및 하부 외부 마그넷을 구비하며, 상기 중앙 마그넷 모듈의 하부에 위치하는 하부 마그넷 모듈 및 상기 하부 마그넷 모듈의 후측에 위치하여 상기 하부 마그넷 모듈을 상기 중앙 마그넷 모듈과 독립적으로 상하 이송시키는 하부 이송 모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 상부 이송 모듈은 상기 상부 마그넷 베이스에 결합되어, 상기 상부 마그넷 베이스를 상하 이송하는 상부 상하 이송 수단을 포함할 수 있다.
또한, 상기 상부 상하 이송 수단은 상기 상부 이송 베이스의 후면에 상하 방향으로 연장되며, 폭 방향으로 서로 이격되어 위치하는 상부 레일 및 상기 상부 레일에 상하 방향으로 이동 가능하게 결합되는 상부 블록을 포함하는 상부 엘엠 가이드와, 하측 영역에 전면에서 후면으로 관통되는 상부 지지 관통 홀을 구비하며, 상기 엘엠 가이드의 상부 블록에 상기 상부 이송 베이스와 평행하게 결합되는 상부 지지 판과, 상부 지지 판의 후면에 결합되는 상부 지지 블록과, 상기 상부 지지 관통 홀을 관통하여 상기 상부 이송 베이스의 후면에 결합되며, 상기 상부 지지 관통 홀의 내측에서 상하로 이송되는 상부 이송 블록과, 상하 방향으로 연장되며, 상측이 상기 상부 지지 블록에 지지되고 하측이 상기 상부 이송 블록에 지지되는 상부 상하 볼 스크류 및 상기 상부 상하 볼 스크류를 회전시켜 상기 상부 이송 블록을 상하 이송시키는 상부 상하 모터를 포함할 수 있다.
본 발명의 스퍼터링 장치용 캐소드 장치는 상부 마그넷 모듈과 하부 마그넷 모듈이 중앙 마그넷 모듈과 함께 전후 이송 또는 틸팅되거나 틸팅된 상태에서 독립적으로 전후 이송되며, 추가로 중앙 마그넷 모듈과 독립적으로 상하 방향으로 이송되면서 상부 마그넷 모듈과 하부 마그넷 모듈에 의하여 형성되는 자기장의 위치가 제어되어 타겟이 전체적으로 균일하게 소모되도록 할 수 있다.
또한, 본 발명의 스퍼터링 장치용 캐소드 장치는 타겟이 전체적으로 균일하게 소모되므로 기판의 상측과 하측에서의 박막 두께의 균일성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스퍼터링 장치용 캐소드 장치의 전면도이다.
도 2는 도 1의 A-A에 대한 수직 단면도이다.
도 3은 도 2의 “B”에 대한 확대 단면도이다.
도 4는 도 3의 C-C에 대한 수직 단면도이다
도 5는 도 3의 D-D에 대한 부분 평면도이다.
도 6은 도 2의 “B'”에 대한 확대 단면도이다.
도 7은 도 6의 C'-C'에 대한 수직 단면도이다
도 8은 도 6의 D'-D'에 대한 부분 평면도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 스퍼터링 장치용 캐소드 장치의 도 2에 대응되는 수직 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 스퍼터링 장치용 캐소드 장치에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
먼저, 본 발명의 일 실시예에 따른 스퍼터링 장치용 캐소드 장치에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스퍼터링 장치용 캐소드 장치의 전면도이다. 도 2는 도 1의 A-A에 대한 수직 단면도이다. 도 3은 도 2의 “B”에 대한 확대 단면도이다. 도 4는 도 3의 C-C에 대한 수직 단면도이다. 도 5는 도 3의 D-D에 대한 부분 평면도이다. 도 6은 도 2의 “B'”에 대한 확대 단면도이다. 도 7은 도 6의 C'-C'에 대한 수직 단면도이다. 도 8은 도 6의 D'-D'에 대한 부분 평면도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스퍼터링 장치용 캐소드 장치(10)는, 도 1 내지 도 8을 참조하면, 중앙 마그넷 모듈(100)과 중앙 이송 모듈(200)과 상부 마그넷 모듈(300)과 상부 이송 모듈(400)과 하부 마그넷 모듈(500) 및 하부 이송 모듈(600)을 포함하여 형성된다. 상기 스퍼터링 장치용 캐소드 장치(10)는 상하 방향으로 연장되며 수평 방향으로 분할되는 복수 개로 형성된다.
한편, 이하의 설명에서 전면 또는 전측과 후면 또는 후측은 도 1과 도 2에서 각각 -x축과 +x축을 향하는 면 또는 방향을 의미한다. 또한, 상기 상부와 하부, 상하 방향 또는 길이 방향은 +z축과 -z축을 향하는 방향에 위치하는 부분을 의미한다. 또한, 수평 방향 또는 폭 방향은 +y, -y축 방향을 의미한다.
상기 중앙 이송 모듈(200)은 중앙 마그넷 모듈(100)과 상부 마그넷 모듈(300) 및 하부 마그넷 모듈(500)을 함께 전후 이송시킬 수 있다. 이때, 상기 중앙 이송 모듈(200)은 상부 이송 모듈(400)과 하부 이송 모듈(600)을 함께 전후진시킬 수 있다. 또한, 상기 중앙 이송 모듈(200)은 수평 방향으로 이격되어 위치하는 복수 개의 중앙 마그넷 모듈(100)과 상부 마그넷 모듈(300) 및 하부 마그넷 모듈(500)을 함께 수평 방향으로 왕복 이송시킬 수 있다.
또한, 상기 중앙 이송 모듈(200)은 중앙 마그넷 모듈(100)과 상부 마그넷 모듈(300) 및 하부 마그넷 모듈(500)을 전후 이송과 함께 틸팅시킬 수 있다. 이때, 상기 중앙 이송 모듈(200)은 상부 이송 모듈(400)과 하부 이송 모듈(600)을 함께 틸팅시킬 수 있다.
또한, 상기 상부 이송 모듈(400)과 하부 이송 모듈(600)은 각각 상부 마그넷 모듈(300)과 하부 마그넷 모듈(500)을 각각 독립적으로 전후 방향으로 이송시킬 수 있다. 또한, 상기 상부 이송 모듈(400)과 하부 이송 모듈(600)은 틸팅된 상태에서 상부 마그넷 모듈(300)과 하부 마그넷 모듈(500)을 독립적으로 전후 이송시킬 수 있다.
또한, 상기 상부 이송 모듈(400)은 상부 마그넷 모듈(300)을 독립적으로 상하 방향으로 상하 이송시킬 수 있다. 추가로, 상기 상부 이송 모듈(400)은 상부 마그넷 모듈(300)이 전후진 또는 틸팅된 상태에서 상부 마그넷 모듈(300)을 상하 이송시킬 수 있다.
또한, 상기 하부 이송 모듈(600)은 하부 마그넷 모듈(500)을 독립적으로 상하 이송시킬 수 있다. 추가로, 상기 하부 이송 모듈(600)은 하부 마그넷 모듈(500)이 전후 이송된 또는 틸팅된 상태에서 하부 마그넷 모듈(500)을 상하 방향으로 상하 이송시킬 수 있다.
상기 중앙 마그넷 모듈(100)은 중앙 마그넷 베이스(110)와 중앙 내부 마그넷(120) 및 중앙 외부 마그넷(130)을 포함할 수 있다. 상기 중앙 마그넷 모듈(100)은 중앙 이송 모듈(200)에 의하여 전후 이송되면서 공정에서 필요로 하는 플라즈마 밀도에 따라 타겟과의 거리가 조정될 수 있다. 상기 중앙 내부 마그넷(120)과 중앙 외부 마그넷(130)은 중앙 마그넷 베이스(110)의 전면에서 서로 이격되어 위치하면서 플라즈마 형성에 필요한 자기장을 형성할 수 있다.
상기 중앙 마그넷 베이스(110)는 상하 방향으로 연장되며 소정 높이와 폭을 갖는 판상으로 형성된다. 상기 중앙 마그넷 베이스(110)는 기판 또는 타겟의 전체 높이의 1/3 내지 8/10의 높이를 갖도록 형성될 수 있다. 상기 중앙 마그넷 베이스(110)는 기판 또는 타겟의 전체 폭과 캐소드 장치(10)의 개수를 고려하여 적정한 폭으로 형성될 수 있다.
상기 중앙 내부 마그넷(120)은 영구 자석 또는 전자석으로 형성된다. 상기 중앙 내부 마그넷(120)은 상하 방향으로 연장되는 소정 길이와 폭을 갖는 바 형상으로 형성된다. 상기 중앙 내부 마그넷(120)은 중앙 마그넷 베이스(110)의 높이에 대응되는 길이로 형성된다. 상기 중앙 내부 마그넷(120)은 중앙 마그넷 베이스(110)의 전면에서 중앙에 상하 방향으로 연장되도록 결합될 수 있다. 한편, 상기 중앙 내부 마그넷(120)은 전체 길이보다 짧은 복수개의 마그넷이 결합되어 형성될 수 있다.
상기 중앙 외부 마그넷(130)은 영구 자석 또는 전자석으로 형성된다. 상기 중앙 외부 마그넷(130)은 중앙 내부 마그넷(120)과 동일한 자석으로 형성될 수 있다. 상기 중앙 외부 마그넷(130)은 중앙 내부 마그넷(120)과 동일한 길이와 폭으로 형성될 수 있다. 상기 중앙 외부 마그넷(130)은 중앙 마그넷 베이스(110)의 전면에서 중앙 내부 마그넷(120)의 양측에 결합될 수 있다. 즉, 상기 중앙 외부 마그넷(130)은 중앙 내부 마그넷(120)과 동일하게 상하 방향으로 연장되면서 중앙 내부 마그넷(120)과 폭 방향으로 이격되어 위치할 수 있다. 한편, 상기 중앙 외부 마그넷(130)은 전체 길이보다 짧은 복수개의 마그넷이 결합되어 형성될 수 있다.
상기 중앙 이송 모듈(200)은 중앙 이송 베이스(210)와 중앙 수평 이송 수단(220) 및 중앙 전후 이송 수단(230)을 포함할 수 있다.
상기 중앙 이송 모듈(200)은 중앙 마그넷 모듈(100)의 후측에 위치하여, 중앙 마그넷 모듈(100)을 수평 이송 시키면서 전후 이송 또는 틸팅시킬 수 있다. 상기 중앙 이송 모듈(200)은 중앙 마그넷 모듈(100)을 전후 이송시키면서 틸팅시킬 수 있다. 상기 중앙 수평 이송 수단(220)은 복수 개의 중앙 이송 베이스(210)를 함께 수평 이송 시킬 수 있다. 또한, 상기 중앙 전후 이송 수단(230)은 중앙 이송 베이스(210)를 전후 이송 시킬 수 있다. 또한, 상기 중앙 전후 이송 수단(230)은 중앙 이송 베이스(210)의 상부 또는 하부를 전후 방향으로 선택적으로 이송시켜 중앙 이송 베이스(210)를 틸팅시킬 수 있다. 한편, 상기 중앙 전후 이송 수단(230)은 스퍼터링 자치에서 중앙 마그넷 모듈(100)을 전후 방향으로 이송시키는 일반적인 구성으로 형성될 수 있다.
상기 중앙 이송 베이스(210)는 상하 방향으로 연장되며 소정 폭을 갖는 바 형상 또는 판 형상으로 형성된다. 상기 중앙 이송 베이스(210)는 중앙 마그넷 베이스(110)의 폭에 대응되는 폭으로 형성될 수 있다. 상기 중앙 이송 베이스(210)는 중앙 마그넷 베이스(110)의 개수에 대응되는 개수로 형성되며, 수평 방향으로 이격되어 위치한다. 또한, 상기 중앙 이송 베이스(210)는 중앙 마그넷 베이스(110)의 상부와 하부에 위치하는 상부 이송 모듈(400)과 하부 이송 모듈(600)이 결합되는 영역이 형성되도록 중앙 마그넷 베이스(110)의 높이보다 큰 높이를 가지도록 형성될 수 있다. 즉, 상기 중앙 이송 베이스(210)는 중앙 마그넷 모듈(100)이 결합되는 중앙 영역(210a)과, 상부 이송 모듈(400)과 하부 이송 모듈(600)이 결합되는 영역인 상부 영역(210b) 및 하부 영역(210c)을 포함할 수 있다.
상기 중앙 영역(210a)은 중앙 마그넷 모듈(100)에 대응되는 높이로 형성된다. 상기 상부 영역(210b)과 하부 영역(210c)은 각각 중앙 마그넷 모듈(100)의 상부와 하부에 각각 위치한다. 또한, 상기 상부 영역(210b)과 하부 영역(210c)은 중앙 영역(210a)에 대하여 단차진 홈 형상으로 형성된다. 즉, 상기 상부 영역(210b)과 하부 영역(210c)은 상부 이송 모듈(400)과 하부 이송 모듈(600)이 수용되는 상부 베이스 홈(211)과 하부 베이스 홈(212)을 구비한다. 또한, 상기 상부 영역(210b)과 하부 영역(210c)은 상부 마그넷 모듈(300)과 하부 마그넷 모듈(500)이 중앙 마그넷 모듈(100)과 별개로 전후 이송할 수 있는 공간을 제공한다. 한편, 상기 중앙 이송 베이스(210)는 중앙 영역(210a)에서 중앙 스플라인(221)이 결합되는 위치에 브라켓과 회전 핀이 결합될 수 있다.
상기 중앙 이송 베이스(210)는 중앙 영역(210a)의 전면에 결합되는 중앙 마그넷 모듈(100)을 지지하며, 후면에 결합되는 중앙 전후 이송 수단(230)과 중앙 수평 이송 수단(220)을 지지한다. 상기 중앙 이송 베이스(210)는 전면에 결합되는 중앙 마그넷 모듈(100)을 전후 이송 및 수평 이송시킬 수 있다.
상기 중앙 수평 이송 수단(220)은 중앙 스플라인(221)과 중앙 수평 이송 판(222)과 중앙 수평 이송 축(223) 및 중앙 수평 이송 모터(224)를 포함할 수 있다. 상기 중앙 전후 이송 수단(230)은 중앙 이송 베이스(210)를 지지하여 안정적으로 전후진시킬 수 있다. 한편, 상기 중앙 전후 이송 수단(230)은 스퍼터링 장치에서 중앙 마그넷 모듈(100)을 수평 방향으로 왕복 이송시키는 일반적인 구성으로 형성될 수 있다.
상기 중앙 스플라인(221)은 전단이 중앙 이송 베이스(210)의 후면에 결합되며, 후단이 중앙 지지 판에 결합된다. 상기 중앙 스플라인(221)은 중앙 이송 베이스(210)가 전후진할 때 길이가 증가되거나 감소되면서 중앙 이송 베이스(210)를 지지할 수 있다. 또한, 상기 중앙 스플라인(221)은 중앙 이송 베이스(210)와 중앙 수평 이송 판(222)에서 결합 위치를 기준으로 회동 가능하게 결합된다. 따라서, 또한, 상기 중앙 스플라인(221)은 중앙 이송 베이스(210)가 틸팅될 때 중앙 이송 베이스(210)와의 결합 위치를 기준으로 회동하면서 중앙 이송 베이스(210)를 지지할 수 있다. 상기 중앙 스플라인(221)은 중앙 이송 베이스(210)의 후면과 중앙 수평 이송 판(222)에 각각 형성되는 브라켓과 회전 핀에 결합될 수 있다. 따라서, 상기 중앙 스플라인(221)은 전단과 후단이 각각 중앙 베이스 및 중앙 수평 이송 판(222)에 회전 핀을 기준으로 회전 가능하게 결합된다.
상기 중앙 스플라인(221)은 적어도 2개로 형성되며, 중앙 이송 베이스(210)의 높이 방향을 따라 상하로 이격되어 결합된다. 상기 중앙 스플라인(221)은 중앙 이송 베이스(210)의 높이 방향의 중심을 기준으로 상하로 대칭으로 결합될 수 있다.
상기 중앙 스플라인(221)은 일반적인 스플라인으로 형성될 수 있다. 즉, 상기 중앙 스플라인(221)은 스플라인 축과 스플라인 보스를 포함하며, 스플라인 축이 스플라인 보스의 내부에서 전후진할 수 있다. 상기 중앙 스플라인(221)은 각각 중앙 이송 베이스(210)의 후면과 중앙 수평 이송 판(222)의 전면에 결합된다. 상기 중앙 스플라인(221)은 중앙 이송 베이스(210)가 전후진될 때 스플라인 축이 스플라인 보스의 내부에서 전후 이송하면서 중앙 이송 베이스(210)를 지지한다.
상기 중앙 수평 이송 판(222)은 판상으로 형성되며, 서로 이격되는 복수 개의 중앙 이송 베이스(210)의 전체 폭에 대응되는 폭으로 형성될 수 있다. 상기 중앙 수평 이송 판(222)은 전면이 중앙 이송 베이스(210)의 후면과 대향하도록 이격되어 위치한다. 상기 중앙 수평 이송 판(222)은 상하 방향으로 이격되는 중앙 스플라인(221)의 후단과 결합되어 중앙 스플라인(221)의 후측을 고정한다. 상기 중앙 수평 이송 판(222)은 전체 중앙 스플라인(221)과 결합될 수 있다. 즉, 상기 중앙 수평 이송 판(222)은 수평 방향으로 이격되는 복수 개의 중앙 이송 베이스(210)에 각각 결합되는 복수 개의 스플라인(651)과 모두 결합되도록 형성될 수 있다. 따라서, 상기 중앙 수평 이송 판(222)은 복수 개의 중앙 이송 베이스(210)를 수평 방향으로 이송시킬 수 있다. 한편, 상기 중앙 수평 이송 판(222)은 중앙 스플라인(221)이 결합되는 위치에 브라켓과 회전 핀이 결합될 수 있다.
상기 중앙 수평 이송 축(223)은 전단이 중앙 수평 이송 판(222)의 후면에 결합되며, 후측이 중앙 수평 이송 모터(224)에 연결된다. 상기 중앙 수평 이송 축(223)은 중앙 수평 이송 판(222)의 중심에 결합될 수 있다. 상기 중앙 수평 이송 축(223)은 중앙 수평 이송 판(222)을 지지하여 수평 방향으로 왕복 이송시킬 수 있다. 한편, 상기 진공 챔버의 벽체에는 중앙 수평 이송 축(223)이 수평 방향으로 왕복 이송되는데 필요한 관통홀(미도시)이 형성될 수 있다.
상기 중앙 수평 이송 모터(224)는 중앙 수평 이송 축(223)의 후단과 결합하며, 진공 챔버의 외부에 위치한다. 상기 중앙 수평 이송 모터(224)는 구체적으로 도시하지 않았지만, 회전 축과 회전 축에 연결되는 왕복 이송 기구를 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 왕복 이송 기구는 볼 스크류를 포함할 수 있다. 상기 중앙 수평 이송 모터(224)는 중앙 수평 이송 축(223)을 수평 방향으로 왕복 이송시킬 수 있다..
상기 중앙 전후 이송 수단(230)은 중앙 전후 이송 축(231) 및 중앙 전후 이송 모터(232)를 포함할 수 있다. 상기 중앙 전후 이송 수단(230)은 중앙 이송 베이스(210)의 후면에서 중앙 수평 이송 수단(220)의 상측과 하측에 각각 위치한다. 즉, 상기 중앙 전후 이송 수단(230)은 중앙 이송 베이스(210)의 중앙 영역(210a)의 하면에서 상하로 이격되어 적어도 2개로 형성된다. 상기 중앙 전후 이송 수단(230)은 중앙 이송 베이스(210)의 상부와 하부를 동시에 동일하게 전진 또는 후진시키면서 중앙 이송 베이스(210)를 전후 방향으로 이송시킬 수 있다. 또한, 상기 중앙 전후 이송 수단(230)은 중앙 이송 베이스(210)의 상부와 하부를 다른 거리로 전진 또는 후진시키면서 중앙 이송 베이스(210)를 틸팅시킬 수 있다. 보다 구체적으로는, 상기 중앙 전후 이송 수단(230)중에서 상부에 위치하는 중앙 전후 이송 수단(230)은 중앙 이송 베이스(210)의 상부를 상대적으로 전방 방향으로 이송시켜 중앙 이송 베이스(210)를 틸팅시킬 수 있다. 또한, 상기 중앙 전후 이송 수단(230)중에서 하부에 위치하는 중앙 전후 이송 수단(230)은 중앙 이송 베이스(210)의 하부를 상대적으로 전방 방향으로 이송시켜 중앙 이송 베이스(210)를 틸팅시킬 수 있다. 또한, 상기 중앙 전후 이송 수단(230)중에서 상부에 위치하는 중앙 전후 이송 수단(230)은 중앙 이송 베이스(210)의 상부를 전방 방향으로 이송시키고, 하부에 위치하는 중앙 전후 이송 수단(230)은 중앙 이송 베이스(210)의 하부를 후방으로 이송시켜 중앙 이송 베이스(210)를 틸팅시킬 수 있다.
상기 중앙 전후 이송 축(231)은 볼 스크류를 포함할 수 있다. 상기 중앙 전후 이송 축(231)은 전단이 중앙 이송 베이스(210)의 후면에서 중앙 영역(210a)의 상측에 결합된다. 상기 중앙 전후 이송 축(231)은 중앙 이송 베이스(210)에 상하 방향으로 회동 가능하게 결합된다. 예를 들면, 상기 중앙 전후 이송 축(231)은 중앙 이송 베이스(210)에서 전단이 결합되는 위치에 형성되는 지지 블록과 회전 핀에 상하로 회동 가능하게 결합된다. 즉, 상기 회전 핀은 수평 방향으로 위치되며, 중앙 전후 이송 축(231)은 회전 핀을 중심으로 상하로 회동한다. 상기 볼 스크류는 스크류 축과 스크류 너트를 포함한다. 상기 스크류 축은 후측이 중앙 전후 이송 모터(232)에 결합되고, 전측이 스크류 너트에 회전 가능하게 결합된다. 상기 중앙 전후 이송 축(231)은 스크류 축이 중앙 전후 이송 모터(232)의 회전축과 결합되어 회전하면서 중앙 이송 베이스(210)를 전후진시킬 수 있다.
상기 중앙 전후 이송 모터(232)는 진공 챔버의 외부에 위치하며, 회전 축이 진공 챔버의 내부로 연장되어 중앙 틸팅 축의 후단과 결합된다. 상기 중앙 전후 이송 모터(232)는 중앙 전후 이송 축(231)의 스크류 축을 회전시킨다. 상기 중앙 전후 이송 모터(232)는 상부와 하부에 위치하는 두 개가 동시에 작동하여 중앙 이송 베이스(210)를 전후진시킬 수 있다. 또한, 상기 중앙 전후 이송 모터(232)는 두 개중에서 어느 하나만이 작동하거나 두 개의 회전 속도를 달리하여 중앙 이송 베이스(210)를 ?K팅시킬 수 있다. 상기 중앙 전후 이송 모터(232)는 정밀한 회전수 제어가 가능한 서보 모터로 형성될 수 있다.
상기 상부 마그넷 모듈(300)은 상부 마그넷 베이스(310)와 상부 내부 마그넷(320) 및 상부 외부 마그넷(330)을 포함할 수 있다. 상기 상부 마그넷 모듈(300)은 중앙 마그넷 모듈(100)의 상부에 위치하며, 중앙 이송 모듈(200)에 의하여 중앙 마그넷 모듈(100)과 함께 전후 이송 및 틸팅된다. 또한, 상기 상부 마그넷 모듈(300)은 상부 이송 모듈(400)에 의하여 중앙 마그넷 모듈(100)과 독립적으로 전후 이송 및 상하 이송될 수 있다. 상기 상부 마그넷 모듈(300)은 스퍼터링 공정에서 필요로 하는 플라즈마 밀도에 따라 타겟과의 거리와 위치가 조정될 수 있다. 상기 상부 내부 마그넷(320)과 상부 외부 마그넷(330)은 상부 마그넷 베이스(310)의 전면에서 서로 이격되어 위치하면서 플라즈마 형성에 필요한 자기장을 형성할 수 있다.
상기 상부 마그넷 베이스(310)는 상하 방향으로 연장되며 소정 높이와 폭을 갖는 판상으로 형성된다. 상기 상부 마그넷 베이스(310)는 중앙 마그넷 베이스(110)와 동일한 폭으로 형성된다. 상기 상부 마그넷 베이스(310)는 중앙 마그넷 베이스(110)의 높이보다 작은 높이로 형성된다. 상기 상부 마그넷 베이스(310)는 기판 또는 타겟 전체 높이의 1/10 내지 1/3의 높이가 되도록 형성된다. 또한, 상기 상부 마그넷 베이스(310)는 기판의 전체 높이에서 중앙 마그넷 베이스(110)의 중앙 영역(210a)의 높이를 제외한 높이의 1/2에 대응되는 높이로 형성될 수 있다. 상기 상부 마그넷 베이스(310)는 중앙 마그넷 베이스(110)의 상부에 위치한다. 상기 상부 마그넷 베이스(310)는 전면에 상부 내부 마그넷(320)과 상부 외부 마그넷(330)이 결합된다.
상기 상부 내부 마그넷(320)은 영구 자석 또는 전자석으로 형성된다. 상기 상부 내부 마그넷(320)은 중앙 내부 마그넷(120)과 동일한 자석으로 형성될 수 있다. 상기 상부 내부 마그넷(320)은 상하 방향으로 연장되며 중앙 내부 마그넷(120)과 동일한 폭으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 상부 내부 마그넷(320)은 상부 마그넷 베이스(310)의`높이와 동일하거나 낮은 높이로 형성될 수 있다. 상기 상부 내부 마그넷(320)은 상부 마그넷 베이스(310)의 전면의 중앙에서 상하 방향으로 연장되도록 결합될 수 있다. 상기 상부 내부 마그넷(320)은 중앙 내부 마그넷(120)과 일직선은 이루도록 결합될 수 있다. 한편, 상기 상부 내부 마그넷(320)은 전체 길이보다 짧은 복수개의 마그넷이 결합되어 형성될 수 있다.
상기 상부 외부 마그넷(330)은 영구 자석 또는 전자석으로 형성된다. 상기 상부 외부 마그넷(330)은 중앙 외부 마그넷(130)과 동일한 자석으로 형성될 수 있다. 상기 상부 외부 마그넷(330)은 중앙 외부 마그넷(130)과 동일한 폭으로 형성될 수 있다. 상기 상부 외부 마그넷(330)은 상부 마그넷 베이스(310)의 전면에서 상부 내부 마그넷(320)의 양측과 상부에 결합될 수 있다. 즉, 상기 상부 외부 마그넷(330)은 중앙 내부 마그넷(120)과 이격되면서 상하 방향으로 연장되고 상단에서 수평 방향으로 연장되어 위치할 수 있다. 한편, 상기 상부 외부 마그넷(330)은 전체 길이보다 짧은 복수개의 마그넷이 결합되어 형성될 수 있다.
상기 상부 이송 모듈(400)은 상부 이송 베이스(410)와 상부 상하 이송 수단(420) 및 상부 전후 이송 수단(430)을 포함할 수 있다. 상기 상부 이송 모듈(400)은 상부 이송 베이스(410)가 상부 마그넷 모듈(300)과 결합되며, 상부 상하 이송 수단(420)이 상부 이송 베이스(410)를 상하 방향으로 이송시켜 상부 마그넷 모듈(300)을 중앙 마그넷 모듈(100)에 대하여 상부 방향으로 이송시킬 수 있다. 따라서, 상기 상부 이송 모듈(400)은 중앙 마그넷 모듈(100)과 상부 마그넷 모듈(300)의 상하 방향의 간격을 조절할 수 있다.
한편, 상기 상부 이송 모듈(400)은 상부 상하 이송 수단(420)만으로 형성될 수 있다. 이러한 경우에 상기 스퍼터링 장치용 캐소드 장치(10)는 상부 이송 베이스(410)가 전후 이송되지 않고 상하 이송만 되도록 형성될 수 있다.
상기 상부 이송 베이스(410)는 상하 방향으로 연장되며 소정 폭과 길이를 갖는 바 형상 또는 판 형상으로 형성된다. 상기 상부 이송 베이스(410)는 상부 마그넷 베이스(310)의 폭과 길이보다 작은 폭과 길이로 형성될 수 있다. 상기 상부 이송 베이스(410)는 상부 마그넷 베이스(310)의 후면에 결합될 수 있다. 상기 상부 이송 베이스(410)는 상부 마그넷 베이스(310)와 일체로 형성될 수 있다. 한편, 상기 상부 이송 베이스(410)는 상부 마그넷 베이스(310)의 후면에 형성되는 상부 베이스 홈(211)에 위치할 수 있다.
상기 상부 상하 이송 수단(420)은 상부 엘엠 가이드(421)와 상부 지지 판(422)과 상부 지지 바(423)와 상부 지지 블록(424)과 상부 이송 블록(425)과 상부 상하 볼 스크류(426) 및 상부 상하 모터(427)를 포함할 수 있다.
상기 상부 상하 이송 수단(420)은 상부 이송 베이스(410)의 후면에서 중앙 이송 베이스(210)의 상부 영역(210b)에 결합되어 상부 마그넷 모듈(300)을 중앙 마그넷 모듈(100)에 대하여 상하로 이송시킬 수 있다. 특히, 상기 상부 상하 이송 수단(420)은 상부 이송 베이스(410) 및 중앙 이송 베이스(210)와 함께 틸팅된 상태에서 상부 이송 베이스(410)를 상하로 이송시킬 수 있다. 여기서, 상기 상부 이송 베이스(410)가 상하로 이송되는 방향은 수직 방향이 아니며, 상부 이송 베이스(410)가 틸팅된 방향에 평행한 상하 방향을 의미한다. 따라서, 상기 상부 이송 베이스(410)가 이송되는 상하 방향은 수직 방향에서 일측으로 틸팅 각도로 경사진 방향을 의미할 수 있다. 상기 상부 상하 이송 수단(420)은 중앙 이송 베이스(210)의 상부 영역(210b)에 형성되는 홈에 수용될 수 있다.
상기 상부 엘엠 가이드(421)는 일반적인 엘엠 가이드 또는 리니어 가이드로 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 상부 엘엠 가이드(421)는 상부 레일(421a)과 상부 블록(421b)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 상부 엘엠 가이드(421)는, 구체적으로 도시하지 않았지만, 윤활을 위한 스틸 볼과 윤활 유닛등을 포함할 수 있다. 상기 상부 엘엠 가이드(421)는 1개 또는 적어도 2개로 형성될 수 있다. 상기 상부 레일(421a)은 상부 이송 베이스(410)의 후면에 상하 방향으로 연장되도록 결합된다. 상기 상부 엘엠 가이드(421)는 바람직하게는 2개로 형성되며, 상기 상부 이송 베이스(410)의 후면에 폭 방향으로 서로 이격되어 위치할 수 있다. 또한, 상기 상부 레일(421a)은 2개가 상부 이송 베이스(410)의 후면에서 폭 방향으로 서로 이격되어 결합될 수 있다. 상기 상부 블록(421b)은 각각의 상부 레일(421a)에 2개씩 결합되며, 전체 4개로 결합될 수 있다. 상기 상부 블록(421b)은 상부 레일(421a)의 상측과 하측에 각각 이격되어 결합된다. 상기 상부 블록(421b)은 상부 레일(421a)에 상하 방향으로 이동 가능하게 결합된다. 한편, 상기 상부 이송 베이스(410)가 상부 마그넷 베이스(310)와 일체로 형성되는 경우에, 상부 엘엠 가이드(421)는 상부 마그넷 베이스(310)에 결합될 수 있다.
상기 상부 지지 판(422)는 소정 폭과 길이를 갖는 판 형상으로 형성된다. 상기 상부 지지 판(422)은 상부 레일(421a)의 길이에 대등되는 길이 또는 작은 길이로 형성될 수 있다. 상기 상부 지지 판(422)은 상부 레일(421a)의 이격 폭보다 큰 폭으로 형성될 수 있다. 상기 상부 지지 판(422)은 상부 이송 베이스(410)의 폭보다 작은 폭으로 형성될 수 있다. 상기 상부 지지 판(422)은 전면이 상부 엘엠 가이드(421)의 상부 블록(421b)에 결합된다. 상기 상부 지지 판(422)은 상부 이송 베이스(410)와 평행하게 결합된다. 상기 상부 지지 판(422)은 전면의 각 모서리 영역이 각각 상부 블록(421b)에 결합된다. 상기 상부 지지 판(422)은 상부 엘엠 가이드(421)의 상부 블록(421b)과 결합되며, 상부 블록(421b)을 지지하여 상부 레일(421a)이 상하 방향으로 이송되도록 한다. 따라서, 상기 상부 지지 판(422)은 상부 레일(421a)과 상부 이송 베이스(410)가 상하 방향으로 이송되도록 한다.
상기 상부 지지 판(422)은 상측 또는 하측 영역에 전면에서 후면으로 관통되는 상부 지지 관통 홀(422a)을 포함한다. 상기 상부 지지 관통 홀(422a)은 상부 이송 블록(425)이 관통하는 경로를 제공할 수 있다. 또한, 상기 상부 지지 관통 홀(422a)은 상부 이송 블록(425)이 상하 방향으로 이송되는데 필요한 공간을 제공할 수 있다.
상기 상부 지지 바(423)는 기둥 형상으로 형성되며, 전측이 상부 지지 판(422)의 후면에 결합되며, 상부 지지 판(422)의 후면에 수직한 방향으로 연장되도록 결합된다. 또한, 상기 상부 지지 바(423)는 후측이 중앙 이송 베이스(210)에 전후진 가능하게 결합된다. 상기 상부 지지 바(423)는 중앙 이송 베이스(210)의 상부 영역(210b)에 형성되는 상부 중앙 이송 홀(213)을 관통하여 결합될 수 있다. 상기 상부 지지 바(423)는 상부 중앙 이송 홀(213)에 이동 가능하게 결합된다. 상기 상부 지지 바(423)는 4개로 형성되며, 상부 지지 판(422)의 각 모서리에 결합된다. 상기 상부 지지 바(423)는 상부 지지 판(422)이 전후 방향으로 이송될 때 안정적으로 이송 되도록 지지할 수 있다. 상기 상부 지지 바(423)는 별도의 상부 지지 링(428)에 의하여 후단이 일체로 지지될 수 있다.
상기 상부 지지 블록(424)은 블록 형상으로 형성되며, 전측이 상부 지지 판(422)의 후면에서 상측에 결합될 수 있다. 상기 상부 지지 블록(424)은 상면에서 하면으로 관통하는 상부 지지 홀(424a)을 포함할 수 있다. 상기 상부 지지 홀(424a)은 상부 볼 스크류가 관통하여 지지되는 경로를 제공한다.
상기 상부 이송 블록(425)은 블록 형상으로 형성되며, 전측이 상부 이송 베이스(410)의 후면에서 하측에 결합된다. 상기 상부 이송 블록(425)은 상부 지지 판(422)의 상부 지지 홀(424a)을 관통하여 상부 이송 베이스(410)의 후면에 결합된다. 상기 상부 이송 블록(425)은 상부 지지 블록(424)과 상하로 이격되어 위치한다. 상기 상부 이송 블록(425)은 상부 지지 관통 홀(422a)의 내측에서 상하로 이송될 수 있다. 이를 위하여, 상기 상부 이송 블록(425)의 상하 방향 높이는 상부 지지 관통 홀(422a)의 높이보다 작은 상하 방향 높이로 형성된다. 상기 상부 이송 블록(425)은 상부 지지 관통 홀(422a)의 내부에서 상부 마그넷 모듈(300)의 상하 이송 거리에 대응되는 거리로 이송될 수 있도록 상하 방향 높이가 결정될 수 있다. 예를 들면, 상기 상부 이송 블록(425)의 상하 방향 높이와 상부 지지 관통 홀(422a)의 높이는 상부 마그넷 모듈(300)의 상하 이송 거리의 2배보다 크도록 결정될 수 있다. 상기 상부 이송 블록(425)은 상하로 이송되면서 상부 이송 베이스(410)를 상하로 이송시킨다. 따라서, 상기 상부 이송 블록(425)은 상부 마그넷 모듈(300)을 상하로 이송시킨다.
상기 상부 이송 블록(425)은 상부 이송 홀(425a)을 포함할 수 있다. 상기 상부 이송 홀(425a)은 볼 스크류가 관통하여 지지되는 경로를 제공한다.
상기 상부 상하 볼 스크류(426)는 상부 지지 판(422)의 후측에서 상부 지지 블록(424)과 상부 이송 블록(425)에 의하여 지지된다. 즉, 상기 상부 상하 볼 스크류(426)는 일단이 상부 지지 블록(424)에 의하여 회전 가능하게 지지되고, 타단이 상부 이송 블록(425)에 결합된다. 상기 상부 상하 볼 스크류(426)는 상부 상하 스크류 축(426a)과 상부 상하 스크류 너트(426b)를 포함한다. 상기 상부 상하 스크류 축(426a)은 상측이 상부 지지 블록(424)에 회전 가능하게 지지된다. 보다 구체적으로는 상기 상부 상하 스크류 측은 상측이 상부 지지 블록(424)의 상부 지지 홀(424a)을 관통하여 지지될 수 있다. 상기 상부 상하 스크류 너트(426b)는 상부 이송 블록(425)에 결합된다. 상기 상부 상하 스크류 너트(426b)는 상부 이송 블록(425)의 상부 이송 홀(425a)에 결합된다. 상기 상부 상하 볼 스크류(426)는 상부 상하 스크류 축(426a)이 회전하면서 상부 상하 스크류 너트(426b)와 상부 이송 블록(425)을 상하로 이송시킬 수 있다.
상기 상부 상하 모터(427)는 상부 지지 판(422)의 후면에서 상측에 위치하며, 회전 축이 상부 상하 볼 스크류(426)에 결합된다. 상기 상부 상하 모터(427)는 상부 상하 볼 스크류(426)의 상부 상하 스크류 축(426a)을 회전시킨다. 한편, 상기 상부 상하 모터(427)의 회전 축이 상부 지지 블록(424)에 회전 가능하게 결합되는 경우에, 상부 상하 스크류 축(426a)은 상부 지지 블록(424)에 회전 가능하게 지지되지 않으며, 상부 상하 모터(427)의 회전 축에만 결합될 수 있다. 상기 상부 상하 모터(427)는 정밀한 회전수와 이송 거리의 제어가 가능한 서보 모터로 형성될 수 있다.
상기 상부 전후 이송 수단(430)은 상부 결합 블록(431)과 상부 전후 볼 스크류(432)와 상부 유니버셜 조인트(433) 및 상부 전후 모터(434)를 포함할 수 있다. 상기 상부 전후 이송 수단(430)은 상부 상하 이송 수단(420)에 결합된다. 상기 상부 전후 이송 수단(430)은 상부 마그넷 모듈(300)을 전후로 이송시킬 수 있다. 특히, 상기 상부 전후 이송 수단(430)은 상부 마그넷 모듈(300)과 상부 상하 이송 수단(420)이 틸팅된 상태에서도 상부 마그넷 모듈(300)과 상부 상하 이송 수단(420)을 전후진 시킬 수 있다.
상기 상부 결합 블록(431)은 폭과 길이를 갖는 블록 형상으로 형성되며, 상부 지지 판(422)의 후면에 결합된다. 상기 상부 결합 블록(431)은 바람직하게는 상부 지지 판(422)의 후면에서 중앙 영역(210a)에 결합될 수 있다.
상기 상부 결합 블록(431)은 상면에서 하면으로 관통되는 상부 결합 홀(431a)을 구비할 수 있다. 상기 상부 결합 홀(431a)은 전면으로 개방되도록 형성될 수 있다. 상기 상부 결합 홀(431a)은 상부 상하 볼 스크류(426)가 관통되는 경로를 제공할 수 있다.
상기 상부 전후 볼 스크류(432)는 전단이 상부 결합 블록(431)의 후면에 결합되며, 후측이 진공 챔버의 벽체 방향으로 연장된다. 상기 상부 전후 볼 스크류(432)는 상부 전후 스크류 축(432a)과 상부 전후 스크류 너트(432b)를 포함할 수 있다. 상기 상부 전후 스크류 너트(432b)는 상부 결합 블록(431)에 결합된다. 상기 상부 전후 스크류 축(432a)은 전단이 상부 전후 스크류 너트(432b)에 회전 가능하게 결합되며 후측이 진공 챔버의 벽체 방향으로 연장된다. 상기 상부 전후 스크류 축(432a)은 회전하면서 상부 전후 스크류 너트(432b)와 상부 결합 블록(431)을 전후 방향으로 이송시킬 수 있다.
상기 상부 유니버셜 조인트(433)는 상부 전후 볼 스크류(432)의 후단에 결합된다. 즉, 상기 상부 유니버셜 조인트(433)는 상부 전후 스크류 축(432a)의 후단에 결합된다. 상기 상부 유니버셜 조인트(433)는 중앙 이송 베이스(210)와 상부 이송 베이스(410)와 상부 마그넷 모듈(300)이 틸팅되어 상부 전후 모터(434)의 회전축과 상부 전후 스크류 축(432a)의 각도가 일직선이 되지 않는 경우에도 상부 전후 모터(434)의 회전력이 상부 전후 볼 스크류(432)에 전달되도록 한다. 또한, 상기 상부 유니버셜 조인트(433)는 상부 전후 모터(434)의 회전 축과 상부 전후 볼 스크류(432)의 각도를 조정하여 상부 이송 베이스(410)가 중앙 이송 베이스(210)와 함께 수평 방향으로 왕복 이송되도록 한다.
상기 상부 전후 모터(434)는 진공 챔버의 외부에 위치하며, 회전 축이 진공 챔버의 내부로 연장되어 상부 유니버셜 조인트(433)와 결합된다. 상기 상부 전후 모터(434)는 회전하여 상부 유니버셜 조인트(433)를 회전시킨다. 상기 상부 전후 모터(434)는 회전수와 이송 거리를 정밀하게 제어할 수 있는 서보 모터로 형성될 수 있다.
상기 하부 마그넷 모듈(500)은 하부 마그넷 베이스(510)와 하부 내부 마그넷(520) 및 하부 외부 마그넷(530)을 포함할 수 있다. 상기 하부 마그넷 모듈(500)은 중앙 마그넷 모듈(100)의 하부에 위치하며, 중앙 이송 모듈(200)과 하부 이송 모듈(600)에 의하여 전후 이송과 상하 이송 및 틸팅된다. 또한, 상기 하부 마그넷 모듈(500)은 상부 이송 모듈(400)에 의하여 중앙 마그넷 모듈(100)과 독립적으로 전후 이송 및 상하 이송될 수 있다. 상기 상부 마그넷 모듈(300)은 스퍼터링 공정에서 필요로 하는 플라즈마 밀도에 따라 타겟과의 거리와 위치가 조정될 수 있다. 상기 하부 내부 마그넷(520)과 하부 외부 마그넷(530)은 하부 마그넷 베이스(510)의 전면에서 서로 이격되어 위치하면서 플라즈마 형성에 필요한 자기장을 형성할 수 있다. 한편, 상기 하부 마그넷 모듈(500)은 상부 마그넷 모듈(300)과 동일한 구성으로 형성되며, 상하 방향으로 대칭으로 형성될 수 있다.
상기 하부 마그넷 베이스(510)는 상하 방향으로 연장되며 소정 높이와 폭을 갖는 판상으로 형성된다. 상기 하부 마그넷 베이스(510)는 중앙 마그넷 베이스(110)와 동일한 폭으로 형성된다. 상기 하부 마그넷 베이스(510)는 중앙 마그넷 베이스(110)의 높이보다 작은 높이로 형성된다. 상기 하부 마그넷 베이스(510)는 기판 또는 타겟 전체 높이의 1/10 내지 1/3의 높이가 되도록 형성된다. 또한, 상기 하부 마그넷 베이스(510)는 기판의 전체 높이에서 중앙 마그넷 베이스(110)의 중앙 영역(210a)의 높이를 제외한 높이의 1/2에 대응되는 높이로 형성될 수 있다. 상기 하부 마그넷 베이스(510)는 중앙 마그넷 베이스(110)의 하부에 위치한다. 상기 하부 마그넷 베이스(510)는 전면에 하부 내부 마그넷(520)과 하부 외부 마그넷(530)이 결합된다.
상기 하부 내부 마그넷(520)은 영구 자석 또는 전자석으로 형성된다. 상기 하부 내부 마그넷(520)은 상부 내부 마그넷(320)과 동일한 자석으로 형성될 수 있다. 상기 하부 내부 마그넷(520)은 상하 방향으로 연장되며 중앙 내부 마그넷(120)과 동일한 폭으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 하부 내부 마그넷(520)은 하부 마그넷 베이스(510)의`높이와 동일하거나 낮은 높이로 형성될 수 있다. 상기 하부 내부 마그넷(520)은 하부 마그넷 베이스(510)의 전면의 중앙에서 상하 방향으로 연장되도록 결합될 수 있다. 상기 하부 내부 마그넷(520)은 중앙 내부 마그넷(120)과 일직선은 이루도록 결합될 수 있다.
상기 하부 외부 마그넷(530)은 영구 자석 또는 전자석으로 형성된다. 상기 하부 외부 마그넷(530)은 상부 외부 마그넷(330)과 동일한 자석으로 형성될 수 있다. 상기 하부 외부 마그넷(530)은 상부 내부 마그넷(320)과 동일한 폭으로 형성될 수 있다. 상기 하부 외부 마그넷(530)은 하부 마그넷 베이스(510)의 전면에서 하부 내부 마그넷(520)의 양측과 하부에 결합될 수 있다. 즉, 상기 하부 외부 마그넷(530)은 중앙 외부 마그넷(130)과 이격되면서 상하 방향으로 연장되고 하단에서 수평 방향으로 연장되어 위치할 수 있다. 한편, 상기 하부 외부 마그넷(530)은 전체 길이보다 짧은 복수개의 마그넷이 결합되어 형성될 수 있다.
상기 하부 이송 모듈(600)은 하부 이송 베이스(610)와 하부 상하 이송 수단(620) 및 하부 전후 이송 수단(630)을 포함할 수 있다. 상기 하부 이송 모듈(600)은 상부 이송 모듈(400)과 동일한 구성으로 형성될 수 있다. 상기 하부 이송 모듈(600)은 상부 이송 모듈(400)과 상하 방향으로 대칭으로 형성될 수 있다. 상기 하부 이송 모듈(600)은 하부 이송 베이스(610)가 하부 마그넷 모듈(500)과 결합되며, 하부 상하 이송 수단(620)이 하부 이송 베이스(610)를 상하 방향으로 이송시켜 하부 마그넷 모듈(500)을 중앙 마그넷 모듈(100)에 대하여 하부 방향으로 이송시킬 수 있다. 따라서, 상기 하부 이송 모듈(600)은 중앙 마그넷 모듈(100)과 하부 마그넷 모듈(500)의 상하 방향의 간격을 조절할 수 있다.
한편, 상기 하부 이송 모듈(600)은 하부 상하 이송 수단(620)만으로 형성될 수 있다. 이러한 경우에 상기 스퍼터링 장치용 캐소드 장치(10)는 하부 이송 베이스(610)가 전후 이송되지 않고 상하 이송만 되도록 형성될 수 있다.
상기 하부 이송 베이스(610)는 상하 방향으로 연장되며 소정 폭과 길이를 갖는 바 형상 또는 판 형상으로 형성된다. 상기 하부 이송 베이스(610)는 하부 마그넷 베이스(510)의 폭과 길이보다 작은 폭과 길이로 형성될 수 있다. 상기 하부 이송 베이스(610)는 하부 마그넷 베이스(510)의 후면에 결합될 수 있다. 한편, 상기 하부 이송 베이스(610)는 하부 마그넷 베이스(510)의 후면에 형성되는 하부 베이스 홈(212)에 위치될 수 있다.
상기 하부 상하 이송 수단(620)은 하부 엘엠 가이드(621)와 하부 지지 판(622)과 하부 지지 바(623)와 하부 지지 블록(624)과 하부 이송 블록(625)과 하부 상하 볼 스크류(626) 및 하부 상하 모터(627)를 포함할 수 있다. 상기 하부 상하 이송 수단(620)은 상부 상하 이송 수단(420)과 동일한 구성으로 형성될 수 있다. 따라서, 이하에서, 하부 상하 이송 수단(620)의 각 구성을 설명함에 있어서 상부 상하 이송 수단(420)의 각 구성과 동일 또는 유사한 부분에 대하여는 구체적인 설명을 생략할 수 있다.
상기 하부 상하 이송 수단(620)은 하부 이송 베이스(610)의 후면에서 중앙 이송 베이스(210)의 하부 영역(210c)에 결합되어 하부 마그넷 모듈(500)을 중앙 마그넷 모듈(100)에 대하여 하부 방향으로 이송시킬 수 있다. 상기 하부 상하 이송 수단(620)은 중앙 이송 베이스(210)의 하부 영역(210c)에 형성되는 홈에 수용될 수 있다.
상기 하부 엘엠 가이드(621)는 하부 레일(621a)과 하부 블록(621b)을 포함할 수 있다. 상기 하부 엘엠 가이드(621)는 바람직하게는 2개로 형성되며, 하부 이송 베이스(610)의 후면에 폭 방향으로 서로 이격되어 위치할 수 있다. 상기 하부 레일(621a)은 하부 이송 베이스(610)의 후면에 상하 방향으로 연장되도록 결합된다. 또한, 상기 하부 레일(621a)은 2개가 하부 이송 베이스(610)의 후면에서 폭 방향으로 서로 이격되어 결합될 수 있다. 상기 하부 블록(621b)은 각각의 하부 레일(621a)에 2개씩 결합되며, 전체 4개로 결합될 수 있다. 상기 하부 블록(621b)은 하부 레일(621a)의 상측과 하측에 각각 이격되어 결합된다. 상기 하부 블록(621b)은 하부 레일(621a)에 상하 방향으로 이동 가능하게 결합된다. 상기 하부 블록(621b)은 하부 레일(621a)의 상측과 하측에 각각 이격되어 결합된다.
상기 하부 지지 판(622)은 소정 폭과 길이를 갖는 판 형상으로 형성된다. 상기 하부 지지 판(622)은 하부 레일(621a)의 길이에 대등되는 길이 또는 작은 길이로 형성될 수 있다. 상기 하부 지지 판(622)은 하부 레일(621a)의 이격 폭보다 큰 폭으로 형성될 수 있다. 상기 하부 지지 판(622)은 하부 이송 베이스(610)의 폭보다 작은 폭으로 형성될 수 있다. 상기 하부 지지 판(622)은 전면이 하부 엘엠 가이드(621)의 하부 블록(621b)에 결합된다. 상기 하부 지지 판(622)은 하부 이송 베이스(610)와 평행하게 결합된다. 상기 하부 지지 판(622)은 전면의 각 모서리 영역에 하부 블록(621b)이 결합된다. 상기 하부 지지 판(622)은 하부 엘엠 가이드(621)의 하부 블록(621b)과 결합되며, 하부 블록(621b)을 지지하여 하부 레일(621a)이 상하 방향으로 이송되도록 한다. 따라서, 상기 하부 지지 판(622)은 하부 레일(621a)과 하부 이송 베이스(610)가 상하 방향으로 이송되도록 한다.
상기 하부 지지 판(622)은 상측 또는 하측 영역에 전면에서 후면으로 관통되는 하부 지지 관통 홀(622a)을 포함한다. 상기 하부 지지 관통 홀(622a)은 하부 이송 블록이 관통하는 경로를 제공할 수 있다. 또한, 상기 하부 지지 관통 홀(622a)은 하부 이송 블록(625)이 상하 방향으로 이송되는데 필요한 공간을 제공할 수 있다.
상기 하부 지지 바(623)는 기둥 형상으로 형성되며, 전측이 하부 지지 판(622)의 후면에 결합되며, 하부 지지 판(622)의 후면에 수직한 방향으로 연장되도록 결합된다. 또한, 상기 하부 지지 바(623)는 후측이 중앙 이송 베이스(210)의 하부 영역(210c)에 형성되는 하부 중앙 이송 홀(214)을 관통하여 결합된다. 상기 하부 지지 바(623)는 하부 중앙 이송 홀(214)에 이동 가능하게 결합된다. 상기 하부 지지 바(623)는 4개로 형성되며, 하부 지지 판(622)의 각 모서리에 결합된다. 상기 하부 지지 바(623)는 하부 지지 판(622)이 전후 방향으로 이송될 때 안정적으로 이송 되도록 지지할 수 있다. 상기 하부 지지 바(623)는 별도의 하부 지지 링(628)에 의하여 후단이 일체로 지지될 수 있다.
상기 하부 지지 블록(624)은 블록 형상으로 형성되며, 전측이 하부 지지 판(622)의 후면에서 하측에 결합될 수 있다. 상기 하부 지지 블록(624)은 상면에서 하면으로 관통하는 하부 지지 홀(624a)을 포함할 수 있다. 상기 하부 지지 홀(624a)은 하부 볼 스크류가 관통하여 지지되는 경로를 제공한다.
상기 하부 이송 블록(625)은 블록 형상으로 형성되며, 전측이 하부 이송 베이스(610)의 후면에서 상측에 결합된다. 상기 하부 이송 블록(625)은 하부 지지 판(622)의 하부 지지 홀(624a)을 관통하여 하부 이송 베이스(610)의 후면에 결합된다. 상기 하부 이송 블록(625)은 하부 지지 블록(624)과 이격되어 상측에 위치한다. 상기 하부 이송 블록(625)은 하부 지지 관통 홀(622a)의 내측에서 상하로 이송될 수 있다. 이를 위하여, 상기 하부 이송 블록(625)의 상하 방향 높이는 하부 지지 관통 홀(622a)의 높이보다 작은 상하 방향 높이로 형성된다. 상기 하부 이송 블록(625)은 하부 지지 관통 홀(622a)의 내부에서 하부 마그넷 모듈(500)의 상하 이송 거리에 대응되는 거리로 이송될 수 있도록 상하 방향 높이가 결정될 수 있다. 예를 들면, 상기 하부 이송 블록(625)의 상하 방향 높이와 하부 지지 관통 홀(622a)의 높이는 하부 마그넷 모듈(500)의 상하 이송 거리의 2배보다 크도록 결정될 수 있다.
상기 하부 이송 블록(625)은 상하로 이송되면서 하부 이송 베이스(610)를 상하로 이송시킨다. 따라서, 상기 하부 이송 블록(625)은 하부 마그넷 모듈(500)을 상하로 이송시킨다.
상기 하부 이송 블록(625)은 하부 이송 홀(625a)을 포함할 수 있다. 상기 하부 이송 홀(625a)은 하부 상하 볼 스크류(626)가 관통하여 지지되는 경로를 제공한다.
상기 하부 상하 볼 스크류(626)는 하부 지지 판(622)의 후측에서 하부 지지 블록(624)과 하부 이송 블록(625)에 의하여 지지된다. 즉, 상기 하부 상하 볼 스크류(626)는 일단이 하부 지지 블록(624)에 의하여 회전 가능하게 지지되고, 타단이 하부 이송 블록(625)에 결합된다.
상기 하부 상하 볼 스크류(626)는 하부 상하 스크류 축(626a)과 하부 상하 스크류 너트(626b)를 포함한다. 상기 하부 상하 스크류 축(626a)은 하측이 하부 지지 블록(624)에 회전 가능하게 지지된다. 보다 구체적으로는 상기 하부 상하 스크류 축(626a)은 하측이 하부 지지 블록(624)의 하부 지지 홀(624a)을 관통하여 지지될 수 있다. 상기 하부 상하 스크류 너트(626b)는 하부 이송 블록(625)에 결합된다. 상기 하부 상하 스크류 너트(626b)는 하부 이송 블록(625)의 하부 이송 홀(625a)에 결합된다. 상기 하부 상하 볼 스크류(626)는 하부 상하 스크류 축(626a)이 회전하면서 하부 상하 스크류 너트(626b)와 하부 이송 블록(625)을 상하로 이송시킬 수 있다.
상기 하부 상하 모터(627)는 하부 지지 판(622)의 후면에서 하측에 위치하며, 회전 축이 하부 상하 볼 스크류(626)에 결합된다. 상기 하부 상하 모터(627)는 하부 상하 볼 스크류(626)의 하부 상하 스크류 축(626a)을 회전시킨다. 한편, 상기 하부 상하 모터(627)의 회전 축이 하부 지지 블록(624)에 회전 가능하게 결합되는 경우에, 하부 상하 스크류 축(626a)은 하부 지지 블록(624)에 회전 가능하게 지지되지 않으며, 하부 상하 모터(627)의 회전 축에만 결합될 수 있다. 상기 하부 상하 모터(627)는 정밀한 회전수와 이송 거리의 제어가 가능한 서보 모터로 형성될 수 있다.
상기 하부 전후 이송 수단(630)은 하부 결합 블록(631)과 하부 전후 볼 스크류(632)와 하부 유니버셜 조인트(633) 및 하부 전후 모터(634)를 포함할 수 있다. 상기 하부 전후 이송 수단(630)은 하부 상하 이송 수단(620)에 결합된다. 상기 하부 전후 이송 수단(630)은 하부 마그넷 모듈(500)을 전후로 이송시킬 수 있다. 특히, 상기 하부 전후 이송 수단(630)은 하부 마그넷 모듈(500)과 하부 상하 이송 수단(620)이 틸팅된 상태에서도 하부 마그넷 모듈(500)과 하부 상하 이송 수단(620)을 전후진 시킬 수 있다.
상기 하부 결합 블록(631)은 폭과 길이를 갖는 블록 형상으로 형성되며, 하부 지지 판(622)의 후면에 결합된다. 상기 하부 결합 블록(631)은 바람직하게는 하부 지지 판(622)의 후면에서 중앙 영역(210a)에 결합될 수 있다.
상기 하부 결합 블록(631)은 상면에서 하면으로 관통되는 하부 결합 홀(631a)을 구비할 수 있다. 상기 하부 결합 홀은 전면으로 개방되도록 형성될 수 있다. 상기 하부 결합 홀은 하부 상하 볼 스크류(626)가 관통되는 경로를 제공할 수 있다.
상기 하부 전후 볼 스크류(632)는 전단이 하부 결합 블록(631)의 후면에 결합되며, 후측이 진공 챔버의 벽체 방향으로 연장된다. 상기 하부 전후 볼 스크류(632)는 하부 전후 스크류 축(632a)과 하부 전후 스크류 너트(632b)를 포함할 수 있다. 상기 하부 전후 스크류 너트(632b)는 하부 결합 블록(631)에 결합된다. 상기 하부 전후 스크류 축(632a)은 전단이 하부 전후 스크류 너트(632b)에 회전 가능하게 결합되며 후측이 진공 챔버의 벽체 방향으로 연장된다. 상기 하부 전후 스크류 축(632a)은 회전하면서 하부 전후 스크류 너트(632b)와 하부 결합 블록(631)을 전후 방향으로 이송시킬 수 있다.
상기 하부 유니버셜 조인트(633)는 하부 전후 볼 스크류(632)의 후단에 결합된다. 즉, 상기 하부 전후 볼 스크류(632)는 하부 전후 스크류 축(632a)의 후단에 결합된다. 상기 하부 전후 볼 스크류(632)는 중앙 이송 베이스(210)와 하부 이송 베이스(610)와 하부 마그넷 모듈(500)이 틸팅되어 하부 전후 모터(634)의 회전축과 하부 전후 스크류 축(632a)의 각도가 일직선이 되지 않는 경우에도 하부 전후 모터(634)의 회전력이 하부 전후 볼 스크류(632)에 전달되도록 한다. 또한, 상기 하부 전후 볼 스크류(632)는 하부 전후 모터(634)의 회전 축과 하부 전후 볼 스크류(632)의 각도를 조정하여 하부 이송 베이스(610)가 중앙 이송 베이스(210)와 함께 수평 방향으로 왕복 이송되도록 한다.
상기 하부 전후 모터(634)는 진공 챔버의 외부에 위치하며, 회전 축이 진공 챔버의 내부로 연장되어 하부 전후 볼 스크류(632)와 결합된다. 상기 하부 전후 모터(634)는 회전하여 하부 전후 볼 스크류(632)와 하부 전후 볼 스크류(632)를 회전시킨다. 상기 하부 전후 모터(634)는 회전수를 정밀하게 제어할 수 있는 서보 모터로 형성될 수 있다.
다음은 본 발명의 일 실시예에 따른 스퍼터링 장치용 캐소드 장치의 작용에 대하여 설명한다.
상기 스퍼터링 장치용 캐소드 장치(10)는 진공 챔버의 내부에서 타겟의 후측에 위치한다. 상기 타겟은 수직인 상태 또는 상부 또는 하부가 전방으로 기울어진 틸팅 상태를 유지할 수 있다.
먼저, 상기 중앙 이송 모듈(200)의 중앙 수평 이송 수단(220)은 중앙 수평 이송 모터(224)가 중앙 수평 이송 축(223)을 수평 방향으로 이동시켜 중앙 이송 베이스(210)를 수평 방향으로 소정 거리만큼 왕복 이송시킬 수 있다. 따라서, 상기 중앙 이송 베이스(210)의 전측에 위치하는 중앙 마그넷 모듈(100)은 중앙 이송 베이스(210)와 함께 수평 방향으로 왕복 이송된다. 상기 중앙 스플라인(221)은 스플라인 축이 스플라인 보스의 내부에서 전후진하면서, 전후진하는 중앙 이송 베이스(210)를 안정적으로 지지한다. 이때, 상기 중앙 이송 베이스(210)의 상부 영역(210b)과 하부 영역(210c)에 위치하는 상부 마그넷 모듈(300)과 상부 이송 모듈(400), 하부 마그넷 모듈(500)과 하부 이송 모듈(600)도 함께 전후 방향으로 이송된다.
다음으로, 상기 중앙 이송 모듈(200)의 중앙 전후 이송 수단(230)에서 중앙 이송 베이스(210)의 상측 또는 하측에 위치하는 중앙 전후 이송 수단(230)의 중앙 전후 이송 모터(232)가 작동하여 중앙 전후 이송 축(231)을 회선시킨다. 상기 중앙 전후 이송 축(231)은 중앙 이송 베이스(210)의 상측 또는 하측을 전방 방향으로 이송시켜 중앙 이송 베이스(210)의 상측 또는 하측을 전방 방향으로 틸팅시킬 수 있다. 따라서, 상기 중앙 이송 베이스(210)의 전측에 위치하는 중앙 마그넷 모듈(100)은 중앙 이송 베이스(210)와 함께 틸팅된다. 이때, 상기 중앙 이송 베이스(210)의 상부 영역(210b)과 하부 영역(210c)에 위치하는 상무 마그넷 모듈과 하부 마그넷 모듈(500)도 함께 틸팅될 수 있다.
다음으로, 상기 상부 상하 이송 수단(420)의 상부 상하 모터(427)가 작동하여 상부 상하 볼 스크류(426)를 회전시킨다. 상기 상부 상하 볼 스크류(426)의 상부 스크류 축이 회전하면서 상부 스크류 너트가 상하 방향으로 이송한다. 따라서, 상기 상부 스크류 너트가 결합된 상부 이송 블록(425)이 상하 방향으로 이동하면서, 상부 이송 블록(425)이 결합된 상부 이송 베이스(410)를 상하 방향으로 이송시킨다. 상기 상부 상하 모터(427)와 상부 상하 스크류 축(426a)은 상부 지지판에 고정되고, 상부 상하 스크류 너트(426b)와 상부 이송 블록(425)은 상부 이송 베이스(410)에 결합된 상태이다. 따라서, 상기 상부 상하 모터(427)가 작동하여 상부 상하 스크류 축(426a)이 회전되면, 상부 상하 스크류 너트(426b)와 상부 이송 블록(425)은 상하 방향으로 이동한다. 상기 상부 이송 베이스(410)에 결합된 상부 마그넷 모듈(300)은 상하 방향으로 이송되며, 중앙 마그넷 모듈(100)과 이격 거리가 조정된다. 상기 상부 상하 이송 수단(420)은 상부 이송 베이스(410)에 결합되어 함께 틸팅된 상태이므로, 상부 이송 베이스(410)를 틸팅된 상태로 상하로 이송시킬 수 있다. 상기 하부 상하 이송 수단(620)은 상부 상하 이송 수단(420)과 동일하게 작동되므로 구체적인 설명을 생략한다.
다음으로, 상기 상부 전후 이송 수단(430)의 상부 전후 모터(434)가 작동하여 상부 유니버셜 조인트(433)와 상부 전후 볼 스크류(432)의 상부 전후 스크류 축(432a)을 회전시킨다. 상기 상부 전후 모터(434)의 회전 축과 상부 전후 스크류 축(432a)은 직선 상태를 이루지 않지만 중간에 상부 유니버셜 조인트(433)가 결합되어 있으므로 상부 전후 모터(434)의 회전력이 상부 전후 볼 스크류(432)에 전달된다. 상기 상부 전후 스크류 축(432a)이 회전되면서 상부 전후 스크류 너트(432b)와 상부 결합 블록(431)이 전후진된다. 상기 상부 결합 블록(431)에 결합된 상부 지지판과 상부 상하 이송 수단(420) 및 상부 이송 베이스(410)가 전후진된다. 따라서, 상기 상부 마그넷 모듈(300)이 상부 이송 베이스(410)와 함께 전후진된다. 상기 하부 전후 이송 수단(630)은 상부 전후 이송 수단(430)과 동일하게 작동되므로 구체적인 설명은 생략한다.
한편, 상기 스퍼터링 장치용 캐소드 장치(10)는 중앙 마그넷 모듈(100)과 상부 마그넷 모듈(300) 및 하부 마그넷 모듈(500)이 전후 이송되거나 틸팅되지 않으며, 상부 마그넷 모듈(300) 및 하부 마그넷 모듈(500)만 상하 이송되도록 형성될 수 있다. 이러한 경우에, 도 9에서 보는 바와 같이, 상기 스퍼터링 장치용 캐소드 장치(10)의 중앙 이송 모듈(200)은 중앙 전후 이송 수단(230)이 생략되고 중앙 수평 이송 수단(220)만을 구비할 수 있다. 또한, 상기 스퍼터링 장치용 캐소드 장치(10)의 상부 이송 모듈(400)은 상부 상하 이송 수단(420)만을 구비하고 상부 전후 이송 수단(430)을 구비하지 않을 수 있다. 또한, 상기 스퍼터링 장치용 캐소드 장치(10)의 하부 이송 모듈(600)은 하부 상하 이송 수단(620)만을 구비하고 하부 전후 이송 수단(630)을 구비하지 않을 수 있다.
또한, 상기 스퍼터링 장치용 캐소드 장치(10)는 중앙 마그넷 모듈(100)과 상부 마그넷 모듈(300) 및 하부 마그넷 모듈(500)이 전후 방향으로 이송되면서, 상부 마그넷 모듈(300) 및 하부 마그넷 모듈(500)만 상하 이송되도록 형성될 수 있다. 이러한 경우에, 상기 스퍼터링 장치용 캐소드 장치(10)의 중앙 이송 모듈(200)은 중앙 전후 이송 수단(230)과 중앙 수평 이송 수단(220)만을 구비할 수 있다. 또한, 상기 스퍼터링 장치용 캐소드 장치(10)의 상부 이송 모듈(400)은 상부 상하 이송 수단(420)만을 구비하고 상부 전후 이송 수단(430)을 구비하지 않을 수 있다. 또한, 상기 스퍼터링 장치용 캐소드 장치(10)의 하부 이송 모듈(600)은 하부 상하 이송 수단(620)만을 구비하고 하부 전후 이송 수단(630)을 구비하지 않을 수 있다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 스퍼터링 장치용 캐소드 장치를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
10: 스퍼터링 장치용 캐소드 장치
100: 중앙 마그넷 모듈 110: 중앙 마그넷 베이스
120: 중앙 내부 마그넷 130: 중앙 외부 마그넷
200: 중앙 이송 모듈 210: 중앙 이송 베이스
211: 상부 베이스 홈 212: 하부 베이스 홈
213: 상부 중앙 이송 홀 214: 하부 중앙 이송 홀
220: 중앙 수평 이송 수단 221: 중앙 스플라인
222: 중앙 수평 이송 판 223: 중앙 수평 이송 축
224: 중앙 수평 이송 모터 230: 중앙 전후 이송 수단
231: 중앙 전후 이송 축 232: 중앙 전후 이송 모터
300: 상부 마그넷 모듈 310: 상부 마그넷 베이스
320: 상부 내부 마그넷 330: 상부 외부 마그넷
400: 상부 이송 모듈 410: 상부 이송 베이스
420: 상부 상하 이송 수단 421: 상부 엘엠 가이드
422: 상부 지지 판 423: 상부 지지 바
424: 상부 지지 블록 425: 상부 이송 블록
426: 상부 상하 볼 스크류 427: 상부 상하 모터
430: 상부 전후 이송 수단 431, 631: 상부 결합 블록
432, 632: 상부 전후 볼 스크류 433, 633: 상부 유니버셜 조인트
434, 634: 상부 전후 모터 500: 하부 마그넷 모듈
510: 하부 마그넷 베이스 520: 하부 내부 마그넷
530: 하부 외부 마그넷 600: 하부 이송 모듈
610: 하부 이송 베이스 620: 하부 상하 이송 수단
621: 하부 엘엠 가이드 622: 하부 지지 판
623: 하부 지지 바 624: 하부 지지 블록
625: 하부 이송 블록 626: 하부 상하 볼 스크류
627: 하부 상하 모터 630: 하부 전후 이송 수단

Claims (11)

  1. 중앙 마그넷 베이스와 상기 중앙 마그넷 베이스의 전면에 위치하는 중앙 내부 마그넷 및 중앙 외부 마그넷을 구비하는 중앙 마그넷 모듈과,
    상기 중앙 마그넷 모듈이 전면에 결합되는 중앙 이송 베이스를 구비하며, 상기 중앙 마그넷 모듈의 후측에 위치하여 상기 중앙 마그넷 모듈을 전후 이송 또는 틸팅시키는 중앙 이송 모듈과,
    상부 마그넷 베이스의 전면에 위치하는 상부 내부 마그넷 및 상부 외부 마그넷을 구비하며, 상기 중앙 마그넷 모듈의 상부에 위치하여 상기 중앙 마그넷 모듈과 함께 전후 이송 및 틸팅되는 상부 마그넷 모듈과,
    상기 상부 마그넷 모듈의 후측에 위치하여 상기 상부 마그넷 모듈을 상기중앙 마그넷 모듈과 독립적으로 전후 이송 및 상하 이송시키는 상부 이송 모듈과,
    하부 마그넷 베이스의 전면에 위치하는 하부 내부 마그넷 및 하부 외부 마그넷을 구비하며, 상기 중앙 마그넷 모듈의 하부에 위치하여 상기 중앙 마그넷 모듈과 함께 전후 이송 및 틸팅되는 하부 마그넷 모듈 및
    상기 하부 마그넷 모듈의 후측에 위치하여 상기 하부 마그넷 모듈을 상기 중앙 마그넷 모듈과 독립적으로 전후 이송 및 상하 이송시키는 하부 이송 모듈을 포함하며,
    상기 상부 이송 모듈은
    상기 상부 마그넷 베이스의 후면에 결합되는 상부 이송 베이스 및
    상기 상부 이송 베이스에 결합되어, 상기 상부 이송 베이스를 상하 이송하는 상부 상하 이송 수단을 포함하며,
    상기 상부 상하 이송 수단은
    상기 상부 이송 베이스의 후면에 상하 방향으로 연장되며, 폭 방향으로 서로 이격되어 위치하는 상부 레일 및 상기 상부 레일에 상하 방향으로 이동 가능하게 결합되는 상부 블록을 포함하는 상부 엘엠 가이드와,
    하측 영역에 전면에서 후면으로 관통되는 상부 지지 관통 홀을 구비하며, 상기 엘엠 가이드의 상부 블록에 상기 상부 이송 베이스와 평행하게 결합되는 상부 지지 판과,
    상부 지지 판의 후면에 결합되는 상부 지지 블록과,
    상기 상부 지지 관통 홀을 관통하여 상기 상부 이송 베이스의 후면에 결합되며, 상기 상부 지지 관통 홀의 내측에서 상하로 이송되는 상부 이송 블록과,
    상하 방향으로 연장되며, 상측이 상기 상부 지지 블록에 지지되고 하측이 상기 상부 이송 블록에 지지되는 상부 상하 볼 스크류 및
    상기 상부 상하 볼 스크류를 회전시켜 상기 상부 이송 블록을 상하 이송 시키는 상부 상하 모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 장치용 캐소드 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 상부 이송 모듈은
    상기 상부 상하 이송 수단에 결합되어 상기 상부 마그넷 베이스를 전후 이송하는 상부 전후 이송 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 장치용 캐소드 장치.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 상부 지지 블록과 상부 이송 블록은 상하 방향으로 서로 이격되어 위치하며,
    상기 상부 지지 블록은 상부 지지 판의 후면에서 고정된 상태를 유지하며, 상기 상부 이송 블록은 상기 상부 이송 베이스에 고정된 상태에서 상기 상부 상하 볼 스크류의 회전에 의하여 상하로 이송되는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 장치용 캐소드 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 상부 상하 이송 수단은 상기 상부 이송 베이스 및 중앙 이송 베이스와 함께 틸팅된 상태에서 상기 상부 이송 베이스를 상하로 이송시키는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 장치용 캐소드 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 상부 상하 이송 수단은 상기 상부 지지 판의 후면에 결합되며, 상기 중앙 이송 베이스에 전후진이동 가능하게 결합되는 상부 지지 바를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 장치용 캐소드 장치.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 상부 전후 이송 수단은
    상기 상부 지지 판에 결합되는 상부 결합 블록과,
    상기 상부 결합 블록에 결합되는 상부 전후 볼 스크류와,
    상기 상부 전후 볼 스크류에 결합되는 상부 유니버셜 조인트 및
    상기 상부 유니버셜 조인트에 결합되어 상기 상부 유니버셜 조인트를 회전시키는 상부 전후 모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 장치용 캐소드 장치.
  8. 삭제
  9. 중앙 마그넷 베이스와 상기 중앙 마그넷 베이스의 전면에 위치하는 중앙 내부 마그넷 및 중앙 외부 마그넷을 구비하는 중앙 마그넷 모듈과,
    상기 중앙 마그넷 모듈이 전면에 결합되는 중앙 이송 베이스를 구비하며, 상기 중앙 마그넷 모듈의 후측에 위치하는 중앙 이송 모듈과,
    상부 마그넷 베이스의 전면에 위치하는 상부 내부 마그넷 및 상부 외부 마그넷을 구비하며, 상기 중앙 마그넷 모듈의 상부에 위치하는 상부 마그넷 모듈과,
    상기 상부 마그넷 모듈의 후측에 위치하여 상기 상부 마그넷 모듈을 상기 중앙 마그넷 모듈과 독립적으로 상하 이송시키는 상부 이송 모듈과,
    하부 마그넷 베이스의 전면에 위치하는 하부 내부 마그넷 및 하부 외부 마그넷을 구비하며, 상기 중앙 마그넷 모듈의 하부에 위치하는 하부 마그넷 모듈 및
    상기 하부 마그넷 모듈의 후측에 위치하여 상기 하부 마그넷 모듈을 상기 중앙 마그넷 모듈과 독립적으로 상하 이송시키는 하부 이송 모듈을 포함하며,
    상기 상부 이송 모듈은
    상기 상부 마그넷 베이스의 후면에 결합되는 상부 이송 베이스 및
    상기 상부 이송 베이스에 결합되어, 상기 상부 이송 베이스를 상하 이송하는 상부 상하 이송 수단을 포함하며,
    상기 상부 상하 이송 수단은
    상기 상부 이송 베이스의 후면에 상하 방향으로 연장되며, 폭 방향으로 서로 이격되어 위치하는 상부 레일 및 상기 상부 레일에 상하 방향으로 이동 가능하게 결합되는 상부 블록을 포함하는 상부 엘엠 가이드와,
    하측 영역에 전면에서 후면으로 관통되는 상부 지지 관통 홀을 구비하며, 상기 엘엠 가이드의 상부 블록에 상기 상부 이송 베이스와 평행하게 결합되는 상부 지지 판과,
    상부 지지 판의 후면에 결합되는 상부 지지 블록과,
    상기 상부 지지 관통 홀을 관통하여 상기 상부 이송 베이스의 후면에 결합되며, 상기 상부 지지 관통 홀의 내측에서 상하로 이송되는 상부 이송 블록과,
    상하 방향으로 연장되며, 상측이 상기 상부 지지 블록에 지지되고 하측이 상기 상부 이송 블록에 지지되는 상부 상하 볼 스크류 및
    상기 상부 상하 볼 스크류를 회전시켜 상기 상부 이송 블록을 상하 이송 시키는 상부 상하 모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 장치용 캐소드 장치.
  10. 삭제
  11. 삭제
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JP2009503255A (ja) 2005-07-25 2009-01-29 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド ラージフラットパネルにスパッタリングする方法及び装置
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