KR20020022502A - Large area magnetron source and back plate - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A large area magnetron source and a back plate are provided to uniformly distribute magnitude of magnetic field in front of the magnet by improving the structure of a magnet, thereby preventing distortion of plasma caused by imbalance of magnetic field of the central part and the edge of the magnet. CONSTITUTION: In a magnetron sputter for forming a thin film on a substrate, the large area magnetron source comprises a first permanent magnet(4b) which is magnetized by a first polarity, and widths of the central part and the edge of which are different from each other; and a second permanent magnet(4a) which is magnetized by a second polarity, both edges(8a,8b) of which are formed in a semicircle shape, and which envelopes the first permanent magnet(4b) with spaced apart from each other in a certain gap(7), wherein the large area magnetron source further comprises a target containing a material to be deposited on the substrate; and a back plate to the front of which the target is adhered, and the backside of which is faced with the first and second permanent magnets each other. The back plate comprises a target containing a material to be deposited on the substrate; a first back plate which is selected from metals having a high thermal conductivity, and supports the target; a second back plate which is selected from metals having a high mechanical strength, and coupled to the first back plate; and a vacuum layer which is formed between the first back plate and the second back plate.

Description

대면적 마그네트론 소스와 백 플레이트{Large Area Magnetron Source and Back Plate}Large Area Magnetron Source and Back Plate

본 발명은 대면적의 기판 상에 박막을 형성하기 위한 마그네트론 스퍼터링 장치에 관한 것으로 특히, 자기장의 세기를 균일화하도록 한 대면적 마그네트론 소스와 백 플레이트에 관한 것이다.The present invention relates to a magnetron sputtering apparatus for forming a thin film on a large-area substrate, and more particularly, to a large-area magnetron source and a back plate for uniformizing the strength of a magnetic field.

최근, 액정 표시장치(Liquid Crystal Display : LCD), 전계방출 표시장치(Field Emission Display : FED), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel : PDP) 등의 평판 표시장치(Flat Panel Display : FPD)의 개발이 가속화되고 있다. 또한, 메모리 분야는 반도체공정의 발달에 힘입어 초미세화, 대용량화의 발달을 거듭하고 있다.Recently, development of flat panel displays (FPDs), such as liquid crystal displays (LCDs), field emission displays (FEDs), plasma display panels (PDPs), It's accelerating. In addition, the memory field has continued to develop ultra-fine and large-capacity due to the development of semiconductor processes.

평판 표시장치 또는 메모리의 제조공정에는 금속배선이나 전극의 증착공정이 수반된다. 예를 들어, 인듐틴옥사이드(Indium Tin Oxide : ITO)와 같은 투명 도전성 전극물질은 마그네트론 스퍼터링장치를 이용하여 기판 상에 증착되고 있다.BACKGROUND OF THE INVENTION A manufacturing process of a flat panel display or a memory involves a metal wiring or an electrode deposition process. For example, a transparent conductive electrode material such as indium tin oxide (ITO) is deposited on a substrate using a magnetron sputtering device.

마그네트론 스퍼터링 장치는 기판이 안착된 진공챔버를 최저 도달 진공도(<10-7Torr)까지 배기장치를 이용하여 배기시킨 후, 스퍼터링기체로 사용되는 아르곤(Ar) 등의 불활성 기체를 진공챔버 내에 유입시킨다. 그리고 마그네트론 소스에 전압을 인가하여 플라즈마 방전을 일으킴으로써 아르곤 가스를 이온화시키고, 이를 증착하고자 하는 물질의 타겟 쪽으로 가속시킨다. 그러면 이온화된 아르곤 이온들이 마이너스로 인가된 타겟에 충돌되고, 이에 의해 타겟 원자들이 방출된다. 방출된 원자들은 기판 쪽으로 확산되어 기판 상에 증착된다.The magnetron sputtering device exhausts the vacuum chamber on which the substrate is mounted to the lowest achieved vacuum degree (<10 -7 Torr) using an exhaust device, and then introduces an inert gas such as argon (Ar), which is used as a sputtering gas, into the vacuum chamber. . The argon gas is ionized by applying a voltage to the magnetron source to cause a plasma discharge, and is accelerated toward the target of the material to be deposited. The ionized argon ions then collide with the negatively applied target, thereby releasing target atoms. The released atoms diffuse toward the substrate and are deposited on the substrate.

마그네트론 스퍼터링 장치에 있어서, 마그네트론 소스는 도 1에 나타낸 바와 같이 증착하고자 하는 물질의 타겟(Target)(21), 타겟(21)이 접합된 백 플레이트(Back Plate)(22), 백 플레이트(22) 내에 설치되는 냉각라인(Cooling Line)(23), 백 플레이트(22)의 위쪽에 설치되는 마그네트(Magnet)(24)를 구비한다. 기판(26)은 타겟(21)의 아래쪽에 설치된다. 백 플레이트(22)는 높은 열전달, 높은 전기 전도도, 비자성, 높은 기계적 강도 등의 특성이 요구된다. 이를 위하여, 백 플레이트(22)는 통상, 알루미늄, 구리, 구리/스테인레스 스틸, 알루미늄/스테인레스 스틸 등의 금속으로 제작된다. 냉각라인(23)은 타겟 스퍼터링시 발생되는 높은 열을 냉각하는 역할을 한다. 마그네트(24)는 자기장을 발생한다. 이 마그네트(24)의 배면에는 자기장이 전면 쪽으로 강하게 집중되게 하는 폴피스(Pole piece)(25)가 체결된다. 폴피스(25)는 주로 순철로 제작된다.In the magnetron sputtering apparatus, as shown in FIG. 1, the magnetron source includes a target 21 of a material to be deposited, a back plate 22 to which the target 21 is bonded, and a back plate 22. Cooling line (23) installed in the inside, and the magnet (Magnet) 24 provided on the back plate 22 is provided. The substrate 26 is provided below the target 21. The back plate 22 requires high heat transfer, high electrical conductivity, nonmagnetic, high mechanical strength, and the like. To this end, the back plate 22 is usually made of metal such as aluminum, copper, copper / stainless steel, aluminum / stainless steel, or the like. The cooling line 23 serves to cool high heat generated during target sputtering. The magnet 24 generates a magnetic field. On the back of the magnet 24, a pole piece 25 is fastened so that the magnetic field is strongly concentrated toward the front side. The pole piece 25 is mainly made of pure iron.

마그네트(24)는 도 2에서 알 수 있는 바, N극으로 자화된 사각띠(24a)와, 소정 갭(27)을 사이에 두고 사각띠자석(24a)에 의해 둘러싸이며 S극으로 자화된 막대자석(24b)를 포함한다. 이러한 마그네트(24)의 자화배열은 이온화에 사용되는 전자의 운동이 플레밍의 왼손법칙에 따라 시계반대 방향으로 운동하므로 이 전자를 클로즈드 패스(Closed Path) 내에서 타겟(21) 쪽으로 집중하게 한다.As shown in FIG. 2, the magnet 24 is a bar magnet 24a magnetized by the N pole, and a bar magnetized by the pole S, surrounded by the square band magnet 24a with a predetermined gap 27 therebetween. Magnet 24b. The magnetization arrangement of the magnet 24 causes the electrons to move toward the target 21 in the closed path since the motion of the electrons used for ionization moves counterclockwise according to Fleming's left hand law.

마그네트(24)의 자화배열에 있어서, N극과 S극 사이의 갭(27)에서 자기장의 세기가 가장 세다. 이 때문에 갭(27)에서 타겟 스퍼터링이 집중적으로 일어난다. 특히, 마그네트(24)의 양가장자리가 N극으로 자화된 사각띠(24a)의 직각부분이 존재하기 때문에 이 부분(28a,28b)에서 자기장의 세기가 집중된다. 그 결과, 종래의 마그네트론 스퍼터링 장치에 있어서, 마그네트 소스의 양 가장자리(28a,28b)에서 플라즈마가 왜곡되는 형태로 형성되기 때문에 기판(26) 상에 증착되는 박막의 균일도가 떨어지는 문제점이 있다.In the magnetization arrangement of the magnets 24, the strength of the magnetic field is greatest at the gap 27 between the N pole and the S pole. For this reason, target sputtering occurs in the gap 27 intensively. In particular, since there exists a right-angled part of the square strip 24a in which both edges of the magnet 24 are magnetized to the N pole, the intensity of the magnetic field is concentrated in these parts 28a and 28b. As a result, in the conventional magnetron sputtering apparatus, since the plasma is distorted at both edges 28a and 28b of the magnet source, there is a problem that the uniformity of the thin film deposited on the substrate 26 is inferior.

또한, 종래의 마그네트론 스퍼터링 장치는 기판(26)이 대면적화될수록 기계적 강도의 관리가 어려울뿐 아니라, 그에 따른 자기장의 세기를 안정된 수준으로 관리하기 어려운 문제점이 있다. 이를 상세히 하면, 기판이 대면적화 될수록 진공챔버의 크기가 증가되므로 진공챔버의 내외부에서 진공과 대기압이 접하는 위치에 존재하는 백 플레이트(22)에는 1 기압의 압력차에 의해 발생되는 힘이 가해진다. 이 때 힘은 압력이 가해지는 단면적에 비례하므로 진공챔버가 커지게 되면 백 플레이트(22)에 가해지는 힘이 커지기 때문에 백 플레이트(22)의 기계적 강도가 진공챔버의 크기에 비례하여 커져야 한다. 그러나 백 플레이트(22)의 기계적 강도를 크게 하기 위하여, 백 플레이트용 금속의 두께를 증가시키면 자기장의 세기가 백 플레이트 두께의 세제곱에 반비례하므로 자기장의 세기는 그 만큼 감소하게 된다. 한편, 마그네트론 스퍼터링이 안정되게 일어나기 위해서는 타겟(21)의 표면 자기장의 세기가 200∼500G 정도이어야 한다.In addition, the conventional magnetron sputtering device has a problem that it is difficult to manage the mechanical strength as the substrate 26 becomes large, and it is difficult to manage the strength of the magnetic field to a stable level. In detail, since the size of the vacuum chamber increases as the substrate becomes larger, a force generated by a pressure difference of 1 atm is applied to the back plate 22 existing at a position where vacuum and atmospheric pressure contact each other inside and outside the vacuum chamber. At this time, since the force is proportional to the cross-sectional area to which the pressure is applied, the force applied to the back plate 22 increases when the vacuum chamber becomes large, and thus the mechanical strength of the back plate 22 must increase in proportion to the size of the vacuum chamber. However, in order to increase the mechanical strength of the back plate 22, increasing the thickness of the back plate metal increases the strength of the magnetic field since the strength of the magnetic field is inversely proportional to the cube of the thickness of the back plate. On the other hand, in order for the magnetron sputtering to occur stably, the surface magnetic field strength of the target 21 should be about 200 to 500G.

이러한 문제점들 이외에, 종래의 마그네트론 스퍼터링 장치는 스퍼터링에 의해 타겟(21)의 온도가 고온으로 상승하기 때문에, 이러한 고열을 냉각하기 위하여 냉각라인(23)이 필요할 뿐 아니라 냉각라인(23)이 백 플레이트(22) 내에 설치되므로 백 플레이트(22)의 기계적 강도가 약해지는 단점이 있다.In addition to these problems, in the conventional magnetron sputtering apparatus, since the temperature of the target 21 rises to a high temperature by sputtering, not only the cooling line 23 is required to cool this high temperature but also the cooling line 23 is a back plate. Since it is installed in the (22), there is a disadvantage that the mechanical strength of the back plate 22 is weakened.

따라서, 본 발명의 목적은 자기장의 세기를 균일화하도록 한 대면적 마그네트론 소스와 백 플레이트를 제공함에 있다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a large area magnetron source and a back plate to equalize the strength of the magnetic field.

도 1은 종래의 마그네트론 스퍼터링장치에 있어서 마그네트론 소스를 나타내는 단면도.1 is a cross-sectional view showing a magnetron source in a conventional magnetron sputtering apparatus.

도 2는 도 1에 도시된 마그네트의 자화배열을 나타내는 평면도.FIG. 2 is a plan view illustrating a magnetization arrangement of the magnet illustrated in FIG. 1. FIG.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 마그네트론 스퍼터링장치에 있어서 마그네트론 소스를 나타내는 단면도.3 is a cross-sectional view showing a magnetron source in the magnetron sputtering apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 4는 도 3에 도시된 마그네트의 자화배열을 나타내는 평면도.4 is a plan view showing a magnetization arrangement of the magnet shown in FIG.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>

1,21 : 타겟 2,9,22 ; 백 플레이트1,21: target 2,9,22; Back plate

3,23 : 냉각라인 4,24 : 마그네트3,23 Cooling line 4,24 Magnet

5,25 : 폴 피스 6,26 : 기판5,25 pole piece 6,26 substrate

7,27 : 갭 10 : 진공층7, 27: gap 10: vacuum layer

11 : 스크류11: screw

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 대면적 마그네트론 스퍼터링장치의 마그네트론 소스는 자기장의 세기를 길이방향으로 균일화하도록 한 대면적 마그네트론 소스는 제1 극성으로 자화되며 중앙부와 가장자리의 폭이 상이한 제1 영구자석과, 제2 극성으로 자화되며 양 가장자리가 반원으로서 소정의 갭을 사이에 두고 제1 영구자석을 둘러싸는 제2 영구자석을 구비한다.In order to achieve the above object, the magnetron source of the large-area magnetron sputtering apparatus according to the present invention is a large-area magnetron source to equalize the strength of the magnetic field in the longitudinal direction is magnetized to the first polarity and the first and the width of the center and the edge is different And a second permanent magnet magnetized with a second polarity, the second permanent magnet having both edges as semicircles and surrounding the first permanent magnet with a predetermined gap therebetween.

본 발명에 따른 마그네트론 스퍼터링장치용 백 플레이트는 기판 상에 증착하고자 하는 물질이 포함된 타겟과, 열전도도가 큰 금속으로 선택되어 타겟을 지지하며 제1 백 플레이트와, 기계적 강도가 큰 금속으로 선택되어 제1 백 플레이트와 체결되는 제2 백 플레이트와, 제1 백 플레이트와 제2 백 플레이트 사이에 형성되는 진공층을 구비한다.The back plate for the magnetron sputtering apparatus according to the present invention is selected from a target containing a material to be deposited on a substrate, a metal having a high thermal conductivity to support the target, and a first back plate and a metal having a high mechanical strength. And a second back plate engaged with the first back plate, and a vacuum layer formed between the first back plate and the second back plate.

상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부한 도면들을 참조한 실시예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.Other objects and features of the present invention in addition to the above object will become apparent from the description of the embodiments with reference to the accompanying drawings.

이하, 도 3 및 도 4를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 and 4.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 마그네트론 스퍼터링 장치의 마그네트론 소스는 타겟(1)과, 타겟(1)이 접합된 제1 백 플레이트(9)와, 제1 백 플레이트(9)가 고정되는 제2 백 플레이트(2)와, 제2 백 플레이트(2)의 위쪽에 설치되는 마그네트(4)를 구비한다. 기판(6)은 타겟(1)에 대면되게끔 진공챔버 내에 설치된다. 제1 백 플레이트(9)는 스퍼터링에 의해 가열되는 타겟(1)의 열을 방열 및 냉각을 지지하는 역할을 한다. 이를 위하여, 제1 백 플레이트(9)는 열전도도가 높은 금속 예를 들면, 알루미늄(Al)으로 제작되며 그 내부에 냉각수가 공급되는 냉각라인들(3)이 소정 간격을 두고 설치된다. 여기서, 냉각수의 압력은 소정기압(대략 1.5기압) 이하로 제어되게 하여 냉각수 라인의 수압과 외부의 진공상태의 압력차에 의한 변형을 방지한다. 제1 백 플레이트(9) 내에는 비교적 충분한 크기의 냉각라인(9)이 설치될 수 있으므로 냉각효율이 그 만큼 증대될 수 있다. 제2 백 플레이트(2)는 스크류(11)에 의해 제1 백 플레이트(9)가 고정되어 제1 백 플레이트(9)를 지지하는 역할을 한다. 이 제2 백 플레이트(2)는 진공챔버의 내외부 압력차에 의해 자신에게 가해지는 힘을 충분히 견딜 수 있도록 기계적 강도가 큰 금속 예를 들면, 스테인레스(SUS)로 제작된다. 또한, 제2 백 플레이트(2)의 저면에는 제2 백 플레이트(2)의 변형이 제1 백 플레이트(1)에 전달되지 않도록 홈(2a)이 형성된다. 이 홈(2a)에 의해 제1 백 플레이트(9)와 제2 백 플레이트(2) 사이에는 소정 두께(대략 5mm)의 진공층(10)이 형성된다. 이 진공층(10)의 진공도를 유지시키기 위하여, 진공층(10)은 진공챔버 내에 노출되는 제1 백 플레이트(9)와 그 배면에 고정되는 제2 백 플레이트(2)에 의해 기밀유지되며, 제1 백 플레이트(9)나 제2 백 프레이트(2) 또는 그 사이에 진공층(10) 내의 공기를 외부로 뽑을 수 있는 패스(Path)가 형성된다.3 and 4, the magnetron source of the magnetron sputtering apparatus according to the present invention includes a target 1, a first back plate 9 to which the target 1 is bonded, and a first back plate 9. The second back plate 2 to be fixed and the magnet 4 provided above the second back plate 2 are provided. The substrate 6 is installed in the vacuum chamber to face the target 1. The first back plate 9 serves to support heat dissipation and cooling of the heat of the target 1 heated by sputtering. To this end, the first back plate 9 is made of a metal having high thermal conductivity, for example, aluminum (Al), and cooling lines 3 to which cooling water is supplied are installed at predetermined intervals. Here, the pressure of the cooling water is controlled to be equal to or less than a predetermined atmospheric pressure (about 1.5 atm) to prevent deformation due to the pressure difference between the hydraulic pressure of the cooling water line and the external vacuum. Since the cooling line 9 having a relatively sufficient size can be installed in the first back plate 9, the cooling efficiency can be increased by that much. The second back plate 2 fixes the first back plate 9 by a screw 11 to support the first back plate 9. The second back plate 2 is made of a metal having a high mechanical strength, for example, stainless steel (SUS), to sufficiently withstand the force exerted on itself by the pressure difference between the inside and the outside of the vacuum chamber. In addition, a groove 2a is formed in the bottom of the second back plate 2 such that deformation of the second back plate 2 is not transmitted to the first back plate 1. The grooves 2a form a vacuum layer 10 having a predetermined thickness (about 5 mm) between the first back plate 9 and the second back plate 2. In order to maintain the degree of vacuum of this vacuum layer 10, the vacuum layer 10 is hermetically maintained by the first back plate 9 exposed in the vacuum chamber and the second back plate 2 fixed to the back thereof, A path through which the air in the vacuum layer 10 can be drawn out is formed between the first back plate 9 or the second back plate 2 or therebetween.

이렇게 백 플레이트가 냉각라인(3)이 설치되는 제1 백 플레이트(9)와 이를 지지하는 제2 백 플레이트(2)로 나누어지게 되므로 타겟(1)과 제1 백 플레이트(9)를 지지하고 진공챔버의 내외부 압력차에 의해 힘을 받는 제2 백 플레이트(2)의 기계적 강도가 커지게 된다. 또한, 제2 백 플레이트(2)에 가해지는 힘에 의한 제2 백 플레이트(2)의 변형 또는 휨을 고려하여 제1 백 플레이트(9)와 제2 백 플레이트(2) 사이에 진공층(10)이 형성되기 때문에 제1 백 플레이트(9)의 변형이 제1 백 플레이트(9) 및 타겟(1)에 전달되지 않는다.Since the back plate is divided into a first back plate 9 in which the cooling line 3 is installed and a second back plate 2 supporting the back plate, the target plate 1 and the first back plate 9 are supported and vacuumed. The mechanical strength of the second back plate 2, which is forced by the pressure difference in and out of the chamber, becomes large. In addition, in consideration of the deformation or warpage of the second back plate 2 due to the force applied to the second back plate 2, the vacuum layer 10 between the first back plate 9 and the second back plate 2. Since it is formed, deformation of the first back plate 9 is not transmitted to the first back plate 9 and the target 1.

마그네트(4)는 자기장을 발생하며, 그 배면에는 자기장이 전면 쪽으로 강하게 집중되게 하는 폴피스(5)가 체결된다. 이 마그네트(4)는 도 4에서 알 수 있는 바, N극으로 자화된 외부링자석(4a)과, 소정 갭(7)을 사이에 두고 외부링(4a)에 의해 둘러싸이며 S극으로 자화된 다중 폭 막대자석(4b)을 포함한다. 중앙에 배치된 다중 폭 막대(4b)의 중앙부 광폭부분의 폭(W1)은 외부링(4a)의 폭(W3)에 대하여 2 배 크게끔 설정된다. 이는 다중 폭 막대(4b)를 기준으로 양측에 배치된 외부링자석(4a)의 직선구간에 비례적으로 자장이 균일하게 형성되게 한다. 외부링자석(4a)과 다중 폭 막대자석(4b) 사이에 위치한 갭(7)의 폭(W2)은 다중 폭 막대자석(4b)의 폭(W1)과 동일하게 유지된다. 마그네트(4)의 양 가장자리(8a,8b)는 자기장의 세기가 중앙부에 비하여 상대적으로 크기 때문에 이를 완화하여 마그네트(4)의 전면에 자기장이 균일하게 분포되도록 외부링자석(4a)의 양 가장자리(8a,8b)는 반원자석이조립된다. 또한, 다중 폭 막대자석(4b)의 양 끝단에는 협폭(W4)으로 날개자석(4c)과, 중앙부 광폭부분과 같은 직경(d)의 반원판자석(4d)이 연결된다.The magnet 4 generates a magnetic field, and a pole piece 5 is fastened to the rear thereof so that the magnetic field is strongly concentrated toward the front side. As can be seen in FIG. 4, the magnet 4 is surrounded by an outer ring magnet 4a magnetized by the N pole and the outer ring 4a with a predetermined gap 7 interposed therebetween and magnetized to the S pole. The multi-width bar magnet 4b is included. The width W1 of the central wide portion of the multi-width bar 4b disposed at the center is set to be twice as large as the width W3 of the outer ring 4a. This causes the magnetic field to be uniformly formed in proportion to the straight section of the outer ring magnet 4a disposed on both sides with respect to the multi-width bar 4b. The width W2 of the gap 7 located between the outer ring magnet 4a and the multi-width bar magnet 4b remains the same as the width W1 of the multi-width bar magnet 4b. Both edges 8a and 8b of the magnet 4 have relatively high magnetic field strengths compared to the center portion, so that both edges of the outer ring magnet 4a are relaxed so that the magnetic field is uniformly distributed over the front of the magnet 4. 8a and 8b) are semi-magnet magnets assembled. Further, both ends of the multi-width bar magnet 4b are connected to the wing magnet 4c at a narrow width W4 and a semicircular disk magnet 4d having the same diameter d as the central wide portion.

기판(6)은 다중 폭 막대자석(4b)의 중앙부 광폭부분 내에 위치하도록 마그네트론 스퍼터링 장치의 크기가 결정되어야 한다.The size of the magnetron sputtering apparatus must be determined so that the substrate 6 is located in the central wide portion of the multi-width bar magnet 4b.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 대면적 마그네트론 소스와 백 플레이트는 마그네트(4)의 구조를 개선하여 마그네트(4)의 전면에서 자기장의 세기를 균일하게 분포시킨다. 따라서, 마그네트(4)의 중앙부와 가장자리의 자기장 분균형에 의해 초래되는 플라즈마 왜곡이 방지될 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 대면적 마그네트론 소스와 백 플레이트에 의하면, 백 플레이트의 구조를 개선하여 대면적 기판(6)에 의한 대형화 추세에 의해 증대되는 진공챔버 내외부의 압력차에도 백 플레이트의 기계적 강도를 안정되게 유지할 수 있음은 물론 백 플레이트의 변형이 타겟에 전달되지 않도록 한다. 또한, 본 발명에 의하면 두 부분으로 분리된 백 플레이트들(2,9)에 의해 백 플레이트들(2,9)의 전체 두께(t_back)를 종래와 거의 같은 수준으로 유지하더라도 기계적 강도를 종래보다 강화할 수 있다. 따라서, 백 플레이트의 두께를 크게 할 필요가 없으므로 마그네트론 소스로부터 발생되는 자장의 세기를 일정 수준 이상으로 유지할 수 있다. 나아가, 본 발명에 의하면 타겟이 고정되는 제1 백 플레이트(9)가 열전도도 및 열방출 특성이 큰 금속으로 제작되고 그 내부에 냉각라인이 설치되므로 냉각효율이 향상된다.As described above, the large-area magnetron source and the back plate according to the present invention improve the structure of the magnet 4 to uniformly distribute the intensity of the magnetic field in front of the magnet 4. Therefore, plasma distortion caused by the magnetic field balance of the center and the edge of the magnet 4 can be prevented. In addition, according to the large-area magnetron source and the back plate according to the present invention, the mechanical strength of the back plate is improved even by the pressure difference between the inside and the outside of the vacuum chamber which is increased by the trend of larger size by the large area substrate 6 by improving the structure of the back plate. It can be kept stable as well as preventing deformation of the back plate from being transmitted to the target. In addition, according to the present invention, even if the overall thickness (t_back) of the back plates (2, 9) is maintained at about the same level as before by the back plates (2, 9) separated into two parts, the mechanical strength can be enhanced. Can be. Therefore, it is not necessary to increase the thickness of the back plate, so that the intensity of the magnetic field generated from the magnetron source can be maintained above a certain level. Furthermore, according to the present invention, since the first back plate 9 to which the target is fixed is made of a metal having high thermal conductivity and heat dissipation characteristics and a cooling line is installed therein, cooling efficiency is improved.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.Those skilled in the art will appreciate that various changes and modifications can be made without departing from the technical spirit of the present invention. Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the detailed description of the specification but should be defined by the claims.

Claims (11)

기판 상에 박막을 형성하기 위한 마그네트론 스퍼터링장치에 있어서,In the magnetron sputtering apparatus for forming a thin film on a substrate, 제1 극성으로 자화되며 중앙부와 가장자리의 폭이 상이한 제1 영구자석과,A first permanent magnet magnetized to the first polarity and having a different width at the center and the edge; 제2 극성으로 자화되며 양 가장자리가 반원으로서 소정의 갭을 사이에 두고 상기 제1 영구자석을 둘러싸는 제2 영구자석을 구비하는 것을 특징으로 하는 대면적 마그네트론 소스.A large-area magnetron source magnetized to a second polarity and having a second permanent magnet surrounded by the first permanent magnet with a predetermined gap between both edges as semicircles. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 기판 상에 증착하고자 하는 물질을 포함한 타겟과,A target including a material to be deposited on the substrate, 전면에 상기 타겟이 부착되며 배면이 상기 제1 및 제2 영구자석과 대면되는 백 플레이트를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 대면적 마그네트론 소스.The large-area magnetron source further comprises a back plate having the target attached to a front surface thereof and a back plate facing the first and second permanent magnets. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제2 영구자석은 균일한 폭을 가지는 것을 특징으로 하는 대면적 마그네트론 소스.And the second permanent magnet has a uniform width. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 제1 영구자석의 중앙부에 위치한 중앙부자석은 상기 제2 영구자석의 폭보다 큰 폭을 가지는 것을 특징으로 하는 대면적 마그네트론 소스.The central magnet located in the central portion of the first permanent magnet has a larger magnetron source, characterized in that having a width larger than the width of the second permanent magnet. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 제1 영구자석의 중앙부 폭은 상기 제2 영구자석의 폭보다 두 배로 설정되는 것을 특징으로 하는 대면적 마그네트론 소스.The center magnet width of the first permanent magnet is set to twice the width of the second permanent magnet, the large area magnetron source. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, 상기 제1 영구자석의 중앙부 양 끝단에는 협폭의 날개자석과,At both ends of the central portion of the first permanent magnet and a narrow wing magnet, 상기 중앙부의 폭과 같은 직경으로 된 반원판자석이 직렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 대면적 마그네트론 소스.A large-area magnetron source, characterized in that the semi-circular disk magnet of the same diameter as the center portion is connected in series. 기판 상에 박막을 형성하기 위한 마그네트론 스퍼터링장치에 있어서,In the magnetron sputtering apparatus for forming a thin film on a substrate, 상기 기판 상에 증착하고자 하는 물질이 포함된 타겟과,A target including a material to be deposited on the substrate; 열전도도가 큰 금속으로 선택되어 상기 타겟을 지지하며 제1 백 플레이트와,A first back plate selected from a metal having high thermal conductivity to support the target, 기계적 강도가 큰 금속으로 선택되어 상기 제1 백 플레이트와 체결되는 제2 백 플레이트와,A second back plate selected from a metal having high mechanical strength and fastened to the first back plate; 상기 제1 백 플레이트와 제2 백 플레이트 사이에 형성되는 진공층을 구비하는 것을 특징으로 하는 마그네트론 스퍼터링장치용 백 플레이트.And a vacuum layer formed between the first back plate and the second back plate. 제 7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 제1 백 플레이트는 알루미늄으로 제작되는 것을 특징으로 하는 마그네트론 스퍼터링장치용 백 플레이트.The first back plate is a magnetron sputtering device back plate, characterized in that made of aluminum. 제 7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 제2 백 플레이트는 스테인레스로 제작되는 것을 특징으로 하는 마그네트론 스퍼터링장치용 백 플레이트.The second back plate is a back plate for a magnetron sputtering device, characterized in that made of stainless. 제 7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 제1 백 플레이트는 냉각수가 공급되는 냉각라인들이 내부에 설치되는 것을 특징으로 하는 마그네트론 스퍼터링장치용 백 플레이트.The first back plate is a back plate for a magnetron sputtering apparatus, characterized in that the cooling lines supplied with the cooling water is installed therein. 제 7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 제1 백 플레이트의 저면은 상기 진공층이 마련되도록 소정 깊이의 홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 마그네트론 스퍼터링장치용 백 플레이트.The bottom surface of the first back plate is a back plate for a magnetron sputtering device, characterized in that the groove is formed to a predetermined depth so that the vacuum layer is provided.
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