KR19990037256A - Injector cathode - Google Patents
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Abstract
냉각판(4)을 가지는 전극(15)을 갖춘 분사기 음극(3)에 있어서, 박막(16)의 중간 배열하에 분사받는 적어도 하나의 금속 타겟(5)이 고정되어 있다. 이 박막(16)은 금속 입자가 들어있는 고무 탄성적인 기본 물질로 이루어져 있다.In the injector cathode 3 with the electrode 15 having the cooling plate 4, at least one metal target 5 to be injected under the intermediate arrangement of the thin film 16 is fixed. The thin film 16 is made of a rubber-elastic base material containing metal particles.
Description
본 발명은 박막의 중간 배열 하에 분사받는 적어도 하나의 금속 타겟이 고정되어 있는 냉각판을 가지는 전극을 가지는 분사기 음극에 관한 것이다.The present invention relates to an injector cathode having an electrode having a cooling plate on which at least one metal target injected under an intermediate array of thin films is fixed.
전술한 종류의 분사기 음극은 실제로 노출 장치에서 이용되며 따라서 공지되어 있다. 그와 같은 장치에서 높은 진공이 주를 이루기 때문에, 타겟으로부터 냉각판으로 열의 전달이 어려움을 야기시키는데, 타겟 및/또는 냉각판의 거칠기 및 불평탄 때문에 열 접촉면이 늘 작기 때문이다. 타겟과 냉각판 사이에 양호한 전기 연결부가 위치해야 하기 때문에, 열 전달의 개선을 위해 지금까지, 특히 인듐으로 이루어진 얇은 금속 박막이 이용된다. 그러나 이 열 전달의 달성가능한 개선으로는 수 많은 적용예에 대해 불충분하다.Injector cathodes of the kind described above are actually used in exposure apparatus and are therefore known. Since high vacuum is predominant in such devices, the transfer of heat from the target to the cold plate creates difficulties, since the thermal contact surface is always small due to the roughness and incoherence of the target and / or cold plate. Since good electrical connections must be located between the target and the cold plate, so far thin metal thin films, in particular of indium, have been used to improve heat transfer. However, attainable improvements in this heat transfer are insufficient for many applications.
본 발명의 목적은 타겟과 냉각판 사이에 가능한 한 양호한 열 전달을 통해 타겟의 가능한 한 효과적인 냉각이 달성될 수 있는 분사기 음극을 제공하는데 있다.It is an object of the present invention to provide an injector cathode in which the most effective cooling of the target can be achieved through as good heat transfer as possible between the target and the cold plate.
상기 목적은 본 발명에 따라 이 박막이 금속 입자가 들은 고무 탄성적인 기본 물질로 이루어짐으로써 달성된다.The object is achieved according to the invention by the thin film being made of a rubber-elastic base material which is encased in metal particles.
그와 같은 박막은 고무 탄성적인 성질 때문에 냉각판 및/또는 타겟의 불평탄 및 거칠기를 상쇄시킬 수 있으므로, 가능한 한 큰 접촉면이 생기며 따라서 열전달이 양호해진다. 금속 입자를 삽입함으로써 박막의 도전성이 양호하므로, 이것이 스퍼터 장치의 기능에 불리하게 영향을 주지 않고 오히려 그 반대로 작용하며, 박막 없는 장치에 비해 타겟과 냉각판 사이의 전기 연결부를 개선시킨다. 또한 이 금속 입자가 박막의 열도전성의 향상에 기여한다. 따라서 이것은 열 기술적으로 볼 때 절연층을 형성하지 않는다.Such thin films can counteract the unevenness and roughness of the cold plate and / or target due to the rubber elastic properties, resulting in as large a contact surface as possible and thus good heat transfer. Since the conductivity of the thin film is good by inserting metal particles, this does not adversely affect the function of the sputter device but rather vice versa, and improves the electrical connection between the target and the cooling plate as compared to the device without the thin film. In addition, these metal particles contribute to the improvement of the thermal conductivity of the thin film. Thus it does not form an insulating layer in thermal terms.
이 스퍼터 장치는, 기본 물질이 실리콘이라면, 이 기본 물질의 손상 없이 비교적 큰 타겟 온도로 이루어진다.This sputter device is made at a relatively large target temperature without damaging the base material if the base material is silicon.
이 박막은, 본 발명의 다른 그외 형성에 따라 금속 입자가 니켈 또는 은으로 이루어지면, 양호한 도전성 및 열 전달성을 갖는다.This thin film has favorable electroconductivity and heat transfer property, if the metal particle consists of nickel or silver according to the other formation of this invention.
이 금속 입자는, 이것이 알갱이 물질과 도전성이 양호한 코팅으로 이루어지면, 특히 비용면에서 양호하다. 이 때문에 알갱이 입자로서 비용면에서 양호한, 도전성이 없거나 또는 단지 도전성이 나쁜 물질이 이용되는데, 이 전기 에너지는 금속 입자에 있어서 어쨌든 외부 영역에서 흐르기 때문이다.This metal particle is particularly good in terms of cost, if it consists of a grain material and a coating with good conductivity. For this reason, materials which are good in terms of cost, and which have no conductivity or only have poor conductivity, are used because the electric energy flows in the outer region of the metal particles anyway.
특히 유리한 것으로 나타난 것은 이 박막이 0.1과 3mm 사이의 두께를 갖는다는 것이다.It was found to be particularly advantageous that the thin film has a thickness between 0.1 and 3 mm.
이 박막이 프레임으로서 형성되는 평면형 패킹으로서 형성되어 있으며 그리고 냉각판과 타겟 사이의 프레임 형상 박막 내의 공간이 스태틱 가스 패드를 가지는 것이 양호하다. 따라서 열 전달 개선의 종래 원리는 가스 패드를 통해 박막에 의한 열 전달의 원리와 결합된다.It is preferable that this thin film is formed as a flat packing formed as a frame, and the space in the frame thin film between the cooling plate and the target has a static gas pad. The conventional principle of heat transfer improvement is thus combined with the principle of heat transfer by a thin film through a gas pad.
이 타겟의 가열은, 본 발명의 다른 그외 형성에 따라서 이 박막이 전기 히터로서 형성되면, 간단히 이루어진다.Heating of this target is performed simply if this thin film is formed as an electric heater according to other formation of this invention.
본 발명에 의해 수 많은 실시예들이 가능해진다. 이의 기본 원리를 나타내기 위해 그 중 하나가 도면에 도시되어 있으며 하기에 설명되어 있다.Numerous embodiments are made possible by the present invention. One of them is shown in the drawings and described below to illustrate its basic principles.
도 1 본 발명에 따른 분사기 음극을 가진 노출실의 벽 영역의 단면도,1 is a cross sectional view of a wall region of an exposure chamber with an injector cathode according to the invention,
도 2 타겟의 고정 영역의 도 1에 비해 확대 도시된 단면도,2 is an enlarged cross-sectional view of the fixed area of the target, as compared to FIG.
도 3 본 발명에 중요한 박막의 일부 영역의 단면도.3 is a cross-sectional view of a portion of a thin film of the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
1 : 벽 2 : 노출실1: wall 2: exposure room
3 : 분사기 음극 4 : 냉각판3: injector cathode 4: cooling plate
5 : 타겟 6 : 마그네트 세트5: target 6: magnet set
11, 12, 13 : 타겟 세그먼트11, 12, 13: target segment
15 : 전극 16 : 박막15 electrode 16 thin film
도 1에는 대기와 노출실(2)을 분리시키는 벽(1)의 일부 영역이 도시되어 있다. 이 벽(1)은 분사기 음극(3)을 지지하며, 이것은 냉각판(4), 타겟(5) 및 마그네트 세트(magnet set)(6)를 가진 팬(pan) 형상 전극(15)으로 이루어져 있다. 이 마그네트 세트(6)는 팬 형상 전극(4) 내에서 움직이며, 이는 이중 화살표(7)로 표시되어 있다. 이런 운동은 도시되어 있지 않은, 타겟(5)의 맞은편에 위치하는 고정형 기판에 균일한 층을 형성하는데 이용된다.1 shows a partial area of the wall 1 separating the atmosphere from the exposure chamber 2. This wall 1 supports the injector cathode 3, which consists of a pan-shaped electrode 15 having a cold plate 4, a target 5 and a magnet set 6. . This magnet set 6 moves in a fan-shaped electrode 4, which is indicated by a double arrow 7. This movement is used to form a uniform layer on a stationary substrate opposite the target 5, which is not shown.
이 분사기 음극(3)은 아이솔레이터(8)를 통해 벽(1)으로부터 전기적으로 분리되어 있으므로, 이것은 음의 전위와 연결되어 있으며 그리고 벽(1)이 접지와 연결되어 있다. 패킹(9, 10)은 분사기 음극(3)의 영역에 있는 노출실(2) 안으로의 공기 유입을 차단한다. 이 타겟(5)은 다수의 타겟 세그먼트(11, 12, 13)로 분리되어 있으며, 이것들은 상기 전극(4)에 타일 형상으로 배열되어 있으며 이것과 연결되어 있으나 풀을 수도 있다.Since the injector cathode 3 is electrically isolated from the wall 1 via the isolator 8, it is connected to a negative potential and the wall 1 is connected to ground. The packing 9, 10 blocks the ingress of air into the exposure chamber 2 in the region of the injector cathode 3. The target 5 is divided into a plurality of target segments 11, 12, 13, which are arranged in a tile shape on the electrode 4 and connected to it, but may be loosened.
본 발명에 중요한 것은 도 1에 비해 도 3에 확대 도시된 박막(16)이며, 이것은 타겟 세그먼트 각각(11, 12, 13)과 냉각판(4) 사이에 배열되어 있다. 타겟 세그먼트 각각(11, 12, 13)에 대해 별도의 박막(16)을 이용하는 대신, 모든 타겟 세그먼트(11, 12, 13)에 공동인, 큰 표면의 박막이 제공될 수도 있다. 이 박막(16)은 실리콘으로 된 기본 재료(17)로 이루어지며, 이 안에 도전성 금속 입자(18)가 들어있다. 이 입자(18)는 예를 들어 은 또는 니켈로 완전히 이루어지거나 또는 다른 물질로 이루어질 수도 있으며, 이것은 도전성이 좋은 물질, 즉 예를 들어 다시 은으로 씌워있다.Important to the present invention is the thin film 16 shown enlarged in FIG. 3 relative to FIG. 1, which is arranged between the target segments 11, 12, 13 and the cooling plate 4. Instead of using separate thin films 16 for each of the target segments 11, 12, 13, a large surface thin film may be provided that is common to all target segments 11, 12, 13. The thin film 16 is made of a base material 17 made of silicon, in which conductive metal particles 18 are contained. The particles 18 may be made entirely of silver or nickel, for example, or may be made of another material, which is covered with a highly conductive material, for example silver again.
도 2의 타겟 세그먼트(11)의 예에서 이 타겟 세그먼트는 뒷판(14)에 고정되어 있는 것을 알 수 있다. 이런 고정은 풀을 수 없으며 또한 본딩을 통해 이루어진다. 이 때 중요한 것은 상기 뒷판(14)을 위해 타겟 물질의 팽창 계수와 가능한 한 가장 유사한 팽창 계수의 물질이 선택된다.In the example of the target segment 11 of FIG. 2, it can be seen that this target segment is fixed to the back plate 14. This fixation cannot be solved, but also through bonding. What is important at this time is that for the back plate 14 a material of the coefficient of expansion that is as close as possible to the coefficient of expansion of the target material is selected.
상기 뒷판(14)의 고정은 스크루(22)를 통해 이루어진다. 이에 대해 이 스크루(22)는 방사방향의 유극으로 전극(15)의 보어(23)를 통해 유도되며 그리고 이의 헤드(24)는 탄성 패킹(25)을 중간 배열 하에 상기 보어(23)의 연장부(26)의 바닥을 향해 있다. 상기 뒷판(14)에 스크루형 보어(27)가 제공되어 있으며, 이 안에 상기 스크루(22)가 고정되므로, 이것은 상기 전극(4)에 대해 뒷판(14)을 지지할 수 있다. 그러나 보어(23) 안의 유극은, 서로 다른 열팽창을 상쇄시키기 위해, 이 전극(4)에서 뒷판(14)의 약간의 이동을 가능하게 한다. 도 1에 도시된 박막(16)은 도 2에서도 찾아볼 수 있다.The back plate 14 is fixed through the screw 22. In this respect the screw 22 is led through the bore 23 of the electrode 15 with radial play and its head 24 extends the bore 23 under an intermediate arrangement of the elastic packing 25. It is toward the bottom of 26. The back plate 14 is provided with a screw bore 27, in which the screw 22 is fixed, which can support the back plate 14 with respect to the electrode 4. However, the play in the bore 23 allows a slight movement of the back plate 14 at this electrode 4 to counteract the different thermal expansions. The thin film 16 shown in FIG. 1 can also be found in FIG.
본 발명에 따르면 박막이 도전성금속입자가 들어있는 고무탄성적 물질로 이루어지므로 타켓과 냉각판 사이에 양호한 열 전달이 이루어지고 타켓의 효과적인 냉각이 달성된다.According to the present invention, since the thin film is made of a rubber-elastic material containing conductive metal particles, good heat transfer between the target and the cooling plate is achieved and effective cooling of the target is achieved.
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