KR20000067348A - Target assembly of a semiconductor manufacturing apparatus for thin film process - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A target assembly is provided to stably make cool a central area of a base plate(target). CONSTITUTION: A target assembly includes a target(10), a base plate(30), a magnet(40) and a cooling line(70). The base plate(30) is integrally formed on the back of the target. The magnet(40) is provided on the back of the base plate on the same center as that of the base plate. The cooling line(70) is designed to be flown into a margin of the magnet when a cooling water from an external is introduced into a central direction of the back of the base plate(30) through the center of the magnet(40). The target assembly is characterized to the cooling line such that the cooling water is introduced into the central area of the base plate, and then is discharged through a port (76) of the spiral circulation portion(74).

Description

박막공정을 위한 반도체 제조장치의 타겟 어셈블리{TARGET ASSEMBLY OF A SEMICONDUCTOR MANUFACTURING APPARATUS FOR THIN FILM PROCESS}TARGET ASSEMBLY OF A SEMICONDUCTOR MANUFACTURING APPARATUS FOR THIN FILM PROCESS}

본 발명은 박막공정을 위한 반도체 제조장치의 타겟 어셈블리에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 타겟의 온도를 조절하기 위한 냉각 라인이 설치된 박막공정을 위한 반도체 제조장치의 타겟 어셈블리에 관한 것이다.The present invention relates to a target assembly of a semiconductor manufacturing apparatus for a thin film process, and more particularly to a target assembly of a semiconductor manufacturing apparatus for a thin film process provided with a cooling line for controlling the temperature of the target.

도 1에서 보인 바와 같이, 반도체 제조공정 중에서 반도체 웨이퍼상에 박막(thin film)을 형성시키기 위한 공정에 사용되는 타겟 어셈블리(100)의 뒷면에는 냉각 라인(140)이 구성된다. 이 냉각 라인(140)은 타겟(110)과 결합된 베이스 플레이트(120)의 뒷면 즉, 마그네트(magnet)(130)를 통하여 설치된다.As shown in FIG. 1, a cooling line 140 is formed on a rear surface of a target assembly 100 used in a process for forming a thin film on a semiconductor wafer during a semiconductor manufacturing process. The cooling line 140 is installed through the back of the base plate 120 coupled to the target 110, that is, the magnet 130.

그러나, 종래 타겟 어셈블리(100)는 타겟(110)과 베이스 플레이트(120)가 중심에서 스크류(170)에 의해서 결합되어 있다. 그리고, 냉각 라인(140)이 베이스 플레이트(120)의 가장 자리에 위치되어 설치되어 있다. 즉, 외부로부터 공급되는 냉각수가 마그네트(130)의 가장 자리로 형성되는 냉각 라인(140)을 순환되는 것이다. 이와 같은 종래 타겟 어셈블리(100)는 베이스 플레이트(120)의 중심 영역이 다른 영역에 비하여 높은 온도를 유지하게 된다. 이는 상기 타겟(110)의 중심 영역이 공정 시간이 증가함에 따라 변형되거나 녹아 내리는 현상이 발생되도록 한다. 상기 타겟(110)의 중심이 변형되거나 녹으면, 스파터 공정시 파티클이 발생되는 원인이 된다.However, in the conventional target assembly 100, the target 110 and the base plate 120 are coupled by a screw 170 at the center. In addition, the cooling line 140 is disposed at the edge of the base plate 120. That is, the cooling water supplied from the outside is circulated through the cooling line 140 formed as the edge of the magnet 130. In the conventional target assembly 100, the center region of the base plate 120 maintains a higher temperature than other regions. This causes the central region of the target 110 to deform or melt down as the processing time increases. If the center of the target 110 is deformed or melted, particles are generated during the spatter process.

본 발명은 이와 같은 종래 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 베이스 플레이트의 중심 영역(타겟의 중심 영역)을 안정적으로 냉각시킬 수 있는 새로운 형태의 박막공정을 위한 반도체 제조장치의 타겟 어셈블리를 제공하는데 있다.The present invention is to solve such a conventional problem, an object of the present invention is to provide a target assembly of a semiconductor manufacturing apparatus for a new type thin film process that can stably cool the center region (center region of the target) of the base plate have.

도 1은 종래 스퍼터링 장치에서 타겟 어셈블리의 개략적인 단면도;1 is a schematic cross-sectional view of a target assembly in a conventional sputtering apparatus;

도 2는 도 1의 타겟 어셈블리에서 냉각 라인의 구성을 설명하기 위한 도면;2 is a view for explaining the configuration of a cooling line in the target assembly of FIG.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 타겟 어셈블리가 설치된 스퍼터링 장치를 개략적으로 보여주는 도면;3 is a schematic view of a sputtering apparatus in which a target assembly is installed according to a preferred embodiment of the present invention;

도 4는 도 3의 타겟 어셈블리에서 냉각 라인의 구성을 설명하기 위한 도면이다.4 is a view for explaining the configuration of the cooling line in the target assembly of FIG.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings

10 : 타겟 30 : 베이스 플레이트10: target 30: base plate

40 : 마그네트 70 : 냉각 라인40: magnet 70: cooling line

72 : 유입구 74 : 순환부72: inlet 74: circulation

76 : 배출구76 outlet

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 본 발명의 박막공정을 위한 반도체 제조장치의 타겟 어셈블리는 타겟, 베이스 플레이트, 마그네트 그리고 냉각 라인을 포함한다. 상기 베이스 플레이트는 상기 타켓의 뒷면에 상기 타켓과 일체로 형성된다. 상기 마그네트는 상기 베이스 플레이트의 중심과 동일한 중심으로 상기 베이스 플레이트의 뒷면에 설치된다. 상기 냉각 라인은 외부로부터 공급되는 냉각수가 상기 마그네트의 중심을 통하여 상기 베이스 플레이트의 뒷면 중심 방향으로 유입되어 상기 마그네트의 가장자리로 흐르도록 한다.According to a feature of the present invention for achieving the above object, the target assembly of the semiconductor manufacturing apparatus for a thin film process of the present invention includes a target, a base plate, a magnet and a cooling line. The base plate is integrally formed with the target on the back of the target. The magnet is installed on the rear surface of the base plate at the same center as the center of the base plate. The cooling line allows the cooling water supplied from the outside to flow toward the center of the rear surface of the base plate through the center of the magnet and flow to the edge of the magnet.

이와 같은 본 발명의 박막공정을 위한 반도체 제조장치의 타겟 어셈블리는 바람직한 실시예에서, 상기 냉각 라인이 상기 마그네트와 상기 베이스 플레이트 사이에서 나선형으로 형성될 수 있다. 또, 상기 타겟의 재질은 Ti일 수 있다.In the target assembly of the semiconductor manufacturing apparatus for the thin film process of the present invention as described above, the cooling line may be formed spirally between the magnet and the base plate. In addition, the target material may be Ti.

이와 같은 본 발명의 박막공정을 위한 반도체 제조장치의 타겟 어셈블리는 냉각 라인이 베이스 플레이트의 중심 영역을 효율적으로 냉각시킬 수 있도록 마그네트의 중심을 통하여 베이스 플레이트의 뒷면 중심 방향으로 유입되어 마그네트의 가장자리로 흐르도록 것을 특징으로 한다. 이와 같은 본 발명에 의하면, 베이스 플레이트의 중심 영역 즉, 타겟의 중심 영역을 효율적으로 냉각시킬 수 있으므로, 타겟의 중심이 과열되어 발생되는 타겟의 변형을 미연에 방지하여 파티클의 발생을 감소시킬 수 있다.The target assembly of the semiconductor manufacturing apparatus for the thin film process of the present invention flows toward the back center of the base plate through the center of the magnet to flow to the edge of the magnet so that the cooling line can efficiently cool the center region of the base plate. It is characterized by. According to the present invention, since the center area of the base plate, that is, the center area of the target can be cooled efficiently, the generation of particles can be reduced by preventing deformation of the target caused by overheating of the center of the target. .

이하, 도 3 및 도 4를 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 박막공정을 위한 반도체 제조장치의 타겟 어셈블리를 상세히 설명한다. 또, 상기 도면들에서 동일한 기능을 수행하는 구성요소들은 동일한 참조번호를 부여한다.Hereinafter, a target assembly of a semiconductor manufacturing apparatus for a thin film process according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 3 and 4. In addition, in the drawings, components that perform the same function are given the same reference numerals.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 타겟 어셈블리가 설치된 스파터링 장치를 보여주고 있다. 이 스파터링 장치는 반도체 제조공정에서 반도체 웨이퍼상에 박막을 형성시키는 공정에 사용되는 반도체 제조장치이다.3 shows a sputtering apparatus in which a target assembly is installed according to a preferred embodiment of the present invention. This sputtering apparatus is a semiconductor manufacturing apparatus used for the process of forming a thin film on a semiconductor wafer in a semiconductor manufacturing process.

도 3 및 도 4를 참조하면, 스퍼터링 장치는 캐소드(cathode)를 형성하는 타겟(target)(10)과 애노우드(anode)(20)를 구비한다. 도시하지는 않았지만, 상기 타겟(10)에는 -500 내지 -600V 정도의 전압이 공급되고 상기 애노우드(20)에는 +24V 정도의 전압이 인가된다. 영구자석들 혹은 전자석들(permanent magnets or electromagnets)의 마그네트(40)가 상기 타겟(10)의 뒷면에 위치한 베이스 플레이트(30)의 뒷면에 설치된다. 상기 타겟(10)은 형성시키고자 하는 박막에 따라 다양한 재질(Ti, Al 등)이 사용되고 있다. 특히, 본 실시예는 Ti 재질의 타겟을 사용하는 스파터링 장치에 관한 것이다. 공정 챔버(50)의 측면에는 가스를 주입하기 위한 가스 주입구가 설치되어 있다. 또한, 도시하지는 않았지만, 상기 공정 챔버(50)에는 10-4Torr정도의 저진공을 만들어 주기 위한 러프 펌프(rough pump)와 고진공을 만들어 주기 위한 크라이오 펌프(CRYO pump) 등이 장착되어 있다. 그리고 공급된 가스들에 전압을 가해서 플라즈마 상태로 만들어 주기 위한 RF 코일이 설치되어 있다. 이와 같은 스파터링 장치는 애노우드(20)에 로딩되어 있는 반도체 웨이퍼(60)상에 박막을 형성하게 된다.3 and 4, the sputtering apparatus includes a target 10 and an anode 20 forming a cathode. Although not shown, a voltage of about -500 to -600V is supplied to the target 10, and a voltage of about + 24V is applied to the anode 20. A magnet 40 of permanent magnets or electromagnets is installed on the back of the base plate 30 located on the back of the target 10. Various materials (Ti, Al, etc.) are used for the target 10 according to the thin film to be formed. In particular, this embodiment relates to a sputtering apparatus using a target made of Ti. The gas inlet for injecting gas is provided at the side of the process chamber 50. In addition, although not shown, the process chamber 50 is equipped with a rough pump for making a low vacuum of about 10 −4 Torr and a CRYO pump for making a high vacuum. In addition, an RF coil is installed to apply a voltage to the supplied gases into a plasma state. Such a spattering device forms a thin film on the semiconductor wafer 60 loaded on the anode 20.

이와 같은 스파터링 장치는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 타겟 어셈블리가 설치된다. 상기 타겟 어셈블리의 뒷면에는 냉각 라인(70)이 구성된다. 이 냉각 라인(70)은 타겟(10)과 결합된 베이스 플레이트(30)의 뒷면 즉, 마그네트(magnet)(40)를 통하여 설치된다. 이때, 상기 타겟(10)은 상기 베이스 플레이트(30)와 일체로 형성된다. 또, 상기 마그네트(40)는 상기 베이스 플레이트(30)의 중심과 동일한 중심으로 상기 베이스 플레이트(30)의 뒷면에 설치된다. 상기 냉각 라인(70)은 외부로부터 공급되는 냉각수가 상기 마그네트(40)의 중심을 통하여 상기 베이스 플레이트(30)의 뒷면 중심 방향으로 유입되도록 한다. 또, 상기 냉각 라인(70)은 상기 베이스 플레이트(30)의 뒷면 중심으로부터 상기 마그네트(40)의 가장자리로 흐르도록 형성된다. 이와 같은 상기 냉각 라인(70)은, 도 5에서 보인 바와 같이, 중심으로 형성되는 유입구(72), 나선형의 순환부(74) 그리고 가장 자리의 배출구(76)를 갖는다.Such a spattering device is equipped with a target assembly according to a preferred embodiment of the present invention. The cooling line 70 is configured on the rear surface of the target assembly. The cooling line 70 is installed through the back of the base plate 30 coupled to the target 10, that is, the magnet 40. In this case, the target 10 is integrally formed with the base plate 30. In addition, the magnet 40 is installed on the back of the base plate 30 with the same center as the center of the base plate 30. The cooling line 70 allows the cooling water supplied from the outside to flow in the direction of the rear center of the base plate 30 through the center of the magnet 40. In addition, the cooling line 70 is formed to flow from the center of the back of the base plate 30 to the edge of the magnet 40. This cooling line 70, as shown in Figure 5, has an inlet 72 formed in the center, a spiral circulation portion 74 and the edge outlet 76.

이와 같이 본 발명의 실시예에 따른 타겟 어셈블리는 베이스 플레이트(30)의 중심 영역으로 냉각수가 유입되도록 하고, 이 냉각수가 나선형의 순환부(74)를 통하여 가장 자리의 배출구(76)로 배출되도록 하는 냉각 라인(70)을 갖는다.As described above, the target assembly according to the embodiment of the present invention allows the coolant to flow into the center region of the base plate 30, and the coolant is discharged to the edge outlet 76 through the spiral circulation portion 74. Has a cooling line 70.

이와 같은 본 발명에 의하면, 베이스 플레이트의 중심 영역 즉, 타겟의 중심 영역을 효율적으로 냉각시킬 수 있으므로, 타겟의 중심이 과열되어 발생되는 타겟의 변형을 미연에 방지하여 파티클의 발생을 감소시킬 수 있다.According to the present invention, since the center area of the base plate, that is, the center area of the target can be cooled efficiently, the generation of particles can be reduced by preventing deformation of the target caused by overheating of the center of the target. .

Claims (3)

타겟과;A target; 상기 타켓의 뒷면에 상기 타켓과 일체로 형성되는 베이스 플레이트와;A base plate integrally formed with the target on a rear surface of the target; 상기 베이스 플레이트의 중심과 동일한 중심으로 상기 베이스 플레이트의 뒷면에 설치되는 마그네트 및;A magnet installed on the rear surface of the base plate at the same center as the center of the base plate; 외부로부터 공급되는 냉각수가 상기 마그네트의 중심을 통하여 상기 베이스 플레이트의 뒷면 중심 방향으로 유입되어 상기 마그네트의 가장자리로 흐르도록 하는 냉각 라인을 포함하여, 상기 베이스 플레이트의 중심 영역이 냉각되도록 하는 박막공정을 위한 반도체 제조장치의 타겟 어셈블리.Cooling water supplied from the outside through the center of the magnet flows toward the center of the back of the base plate to the flow of the edge of the magnet, including a cooling line for the thin film process to cool the center region of the base plate Target assembly of semiconductor manufacturing apparatus. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 냉각 라인은 상기 마그네트와 상기 베이스 플레이트 사이에서 나선형으로 형성되는 것을 포함하는 박막공정을 위한 반도체 제조장치의 타겟 어셈블리.The cooling line is a target assembly of the semiconductor manufacturing apparatus for a thin film process comprising a spiral formed between the magnet and the base plate. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 타겟의 재질은 Ti인 것을 포함하는 반도체 제조장치의 타겟 어셈블리.The target assembly of the semiconductor manufacturing apparatus comprising a material of the target Ti.
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