KR200230579Y1 - 마그네트론 스퍼터링 장치용 스퍼터링 타겟 - Google Patents

Abstract

본 고안은 마그네트론 스퍼터링 장치용 스퍼터링 타겟의 구조에 관한 것으로서, 타겟판중 마그네트에 의해 형성되는 자기력선의 영향을 받지 않는 부위에는 증착물질이 존재하지 않도록 구멍을 형성하는 것을 특징으로 한다.

본 고안의 장점은, 스퍼터링이 진행됨에따라 침식되는 부분에만 타겟물질을 배치하여 사용하지 않는 부분에 대한 경제적 손실을 방지할 수 있으며, 경제적 부담감이 없으므로 전체적인 타겟의 사용효율이 떨어지기전에 타겟을 교체하는 것이 가능하여 기판상에 형성되는 박막두께의 불균일성이 없고 이로인해 양질의 박막특성을 얻을 수 있다.

Description

마그네트론 스퍼터링 장치용 스퍼터링 타겟{A sputtering target for a magnetron sputtering apparatus}

본 고안은 마그네트론 스퍼터링 장치용 스퍼터링 타겟 구조에 관한 것이다.

스퍼터링에 의한 박막 형성방법은 진공챔버내에 형성하고자 하는 박막재료로 이루어진 타겟을 놓고, 타겟에 대응되는 위치에 기판을 배치한후 아르곤 이온을 주입하면 진공챔버내에 형성된 플라즈마에 의해 이온화된 아르곤 입자등의 충돌입자가 음으로 대전된 타겟면에 충돌되어 그 에너지에 의해 타겟입자가 튀어나와 기판상에 증착된다.

상기 스퍼터링에 의한 박막 형성방법으로는 다이오드 스퍼터링 방법, 바이어스 스퍼터링 방법, 고주파 스퍼터링 방법, 트라이오드 스퍼터링 방법, 마그네트론 스퍼터링 방법이 있으며, 가장 많이 사용되고 있는 마그네트론 스퍼터링 방법의 경우 타겟 뒷면에 마그네트가 장착되어 스퍼터링시 마그네트가 있는 타겟부위가 다른 부위보다 고밀도의 플라즈마가 형성되는 관계로 더 많은 타겟 원자가 방출되어 박막 증착속도를 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.

그러나 이와 같은 장점과는 달리 스퍼터링이 진행될수록 특정 부위에 대한 타겟 침식속도가 빨라 전체적인 타겟의 사용효율이 떨어짐은 물론 기판상에 형성되는 박막두께의 불균일성을 초래하여 박막특성에 지대한 영향을 끼치게 된다.

종래에는 이와같은 문제점을 인식하고도 비용적인 측면때문에 고가인 타겟을 자주 교체할 수 없었다. 또한 타겟중 특정부위만 심하게 침식되고 나머지 부분은 그대로 있는 상황에서도 어쩔 수 없이 타겟 전체를 교체해야 하는 경제적 손실이 있었다.

본 고안에서는 상기와 같은 종래기술의 단점을 극복하고자 창안된 것으로서, 타겟판중 마그네트에 의해 형성되는 자기력선의 영향을 받지 않는 부위에는 증착물질이 존재하지 않도록 구멍이 형성된 타겟을 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1 은 일반적인 마그네트론 스퍼터링 장치의 구성도이다.

도 2 는 타겟 부분의 침식상태를 나타낸 도면이다.

도 3 은 본 고안에 의한 타겟구조의 제1 실시예에 상응하는 마그네트의 배치 구성도이다.

도 4 는 본 고안에 의한 타겟구조의 제1 실시예에 상응하는 타겟의 평면도이다.

도 5 는 본 고안에 의한 타겟구조의 제2 실시예에 상응하는 마그네트의 배치 구성도이다.

도 6 은 본 고안에 의한 타겟구조의 제1 실시예에 상응하는 타겟의 평면도이다.

본 고안에 의한 마그네트론 스퍼터링 장치용 스퍼터링 타겟은, 증착하고자 하는 물질로 이루어진 판 형태의 타겟판과, 상기 타겟판의 윗면 가장자리와 타겟판의 옆면 및 밑면 전체를 둘러싼 형태로 타겟판과 고정 결합된 홀더와, 상기 홀더의 뒷면에 배치된 마그네트로 이루어진 마그네트론 스퍼터링 장치의 스퍼터링 타겟에 있어서, 타겟판중 상기 마그네트에 의해 형성되는 자기력선의 영향을 받지 않는 부위에는 증착물질이 존재하지 않도록 구멍이 형성된 것을 특징으로 한다.

본 고안에 의한 마그네트론 스퍼터링 장치용 스퍼터링 타겟의 제1 실시예로는, 상기 홀더의 외각이 사각구조를 가지고 있으며, 타겟판의 윗면과 이어지는 홀더 윗면의 내부 4 모서리는 라운드 형태를 이루어 외부로 노출된 타겟판이 트랙형 운동장 형태를 갖는다.

이때 상기 마그네트가 상기 홀더에 의해 노출된 상기 타겟판의 영역내에 위치하고, 외곽에는 길다란 사각형 고리형태의 마그네트 구조와 중앙부위에는 상기 사각형 고리 형태의 마그네트와 극성이 다른 길다란 막대형태의 마그네트 구조를 갖도록 형성된 경우, 상기 두 마그네트로 부터 발생하는 자기력선에 의해 증착물질이 스퍼터링되는 영역 이외의 상기 타겟판의 영역에 마그네트 물질이 없도록 구멍이 형성된 것이 바람직하다.

더욱 바람직하게는 상기 타겟판은 상기 마그네트중 중앙부위의 막대형 마그네트에 해당되는 부위가 마그네트 물질이 없도록 구멍이 형성된다.

한편 본 고안에 의한 마그네트론 스퍼터링 장치용 스퍼터링 타겟의 제2 실시예로는, 상기 홀더의 윗면이 소정 폭을 가진 원형 고리 형태를 가지며, 노출된 타겟판도 원형 형태를 갖는 것을 특징으로 한다.

이때 상기 마그네트가 상기 홀더에 의해 노출된 상기 타겟판의 영역내에 위치하고, 외곽에는 원형 고리형태의 마그네트 구조와 중앙부위에는 상기 원형 고리 형태의 마그네트와 극성이 다른 막대형태 또는 원형 형태의 마그네트 구조를 갖도록 형성된 경우, 상기 두 마그네트로 부터 발생하는 자기력선에 의해 증착물질이 스퍼터링되는 영역 이외의 상기 타겟판의 영역에 마그네트 물질이 없도록 구멍이 형성된 것이 바람직하다.

더욱 바람직하게는 상기 타겟판은 상기 마그네트중 중앙부위의 막대형 또는 원형 마그네트에 해당되는 부위가 마그네트 물질이 없도록 구멍을 형성한다.

본 고안에 의한 타겟구조를 사용한 경우 다음과 같은 경제적 효과가 있었다. 즉, 100 미리미터 원형타겟을 제작하는 경우 종래에 비해 약 17%의 비용절감이 있었으며, 250 미리미터 원형타겟의 경우 약 32%의 비용절감이 있었다. 또한 660 X 120 미리미터 사각형 타겟을 제작하는 경우 종래에 비해 약 18%의 비용절감이 있었다. 특히 킬로그램당 1000만원정도 하는 금의 경우 비용절감 효과는 더욱 증가한다.

도 1 은 일반적인 마그네트론 스퍼터링 장치의 구성도이다.

도 2 는 타겟 부분의 침식상태를 나타낸 도면이다. 도시된 바와 같이 마그네트에 의해 형성되는 자기력선의 영향을 받는 타겟판의 부위에서만 침식이 이루어지고 있음을 알 수 있다.

도 3 은 본 고안에 의한 타겟구조의 제1 실시예에 상응하는 마그네트의 배치 구성도이다.

도 4 는 본 고안에 의한 타겟구조의 제1 실시예에 상응하는 타겟의 평면도이다.

도 5 는 본 고안에 의한 타겟구조의 제2 실시예에 상응하는 마그네트의 배치 구성도이다.

도 6 은 본 고안에 의한 타겟구조의 제1 실시예에 상응하는 타겟의 평면도이다.

본 고안에 의한 스퍼터링 타겟 구조는 마그네트에 의해 형성되는 자기력선의 영향을 받지 않는 부위에는 증착물질이 존재하지 않도록 구멍이 형성되어 있으므로, 스퍼터링이 진행됨에따라 침식되는 부분에만 타겟물질을 배치하여 사용하지 않는 부분에 대한 경제적 손실을 방지할 수 있으며, 경제적 부담감이 없으므로 전체적인 타겟의 사용효율이 떨어지기전에 타겟을 교체하는 것이 가능하여 기판상에 형성되는 박막두께의 불균일성이 없고 이로인해 양질의 박막특성을 얻을 수 있다.

Claims (7)

1. 증착하고자 하는 물질로 이루어진 판 형태의 타겟판과, 상기 타겟판의 윗면 가장자리와 타겟판의 옆면 및 밑면 전체를 둘러싼 형태로 타겟판과 고정 결합된 홀더와, 상기 홀더의 뒷면에 배치된 마그네트로 이루어진 마그네트론 스퍼터링 장치의 스퍼터링 타겟에 있어서,

   타겟판중 상기 마그네트에 의해 형성되는 자기력선의 영향을 받지 않는 부위에는 증착물질이 존재하지 않도록 구멍이 형성된 것을 특징으로 하는, 마그네트론 스퍼터링 장치용 스퍼터링 타겟.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 홀더의 외각은 사각구조를 가지고 있으며, 타겟판의 윗면과 이어지는 홀더 윗면의 내부 4 모서리는 라운드 형태를 이루어 외부로 노출된 타겟판이 트랙형 운동장 형태를 갖는 것을 특징으로 하는, 마그네트론 스퍼터링 장치용 스퍼터링 타겟.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 마그네트가 상기 홀더에 의해 노출된 상기 타겟판의 영역내에 위치하고, 외곽에는 길다란 사각형 고리형태의 마그네트 구조와 중앙부위에는 상기 사각형 고리 형태의 마그네트와 극성이 다른 길다란 막대형태의 마그네트 구조를 갖도록 형성된 경우, 상기 두 마그네트로 부터 발생하는 자기력선에 의해 증착물질이 스퍼터링되는 영역 이외의 상기 타겟판의 영역에 마그네트 물질이없도록 구멍이 형성된 것을 특징으로 하는, 마그네트론 스퍼터링 장치용 스퍼터링 타겟.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 타겟판은 상기 마그네트중 중앙부위의 막대형 마그네트에 해당되는 부위가 마그네트 물질이 없도록 구멍이 형성된 것을 특징으로 하는, 마그네트론 스퍼터링 장치용 스퍼터링 타겟.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 홀더의 윗면은 소정 폭을 가진 원형 고리 형태를 가지며, 노출된 타겟판도 원형 형태를 갖는 것을 특징으로 하는, 마그네트론 스퍼터링 장치용 스퍼터링 타겟.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 마그네트가 상기 홀더에 의해 노출된 상기 타겟판의 영역내에 위치하고, 외곽에는 원형 고리형태의 마그네트 구조와 중앙부위에는 상기 원형 고리 형태의 마그네트와 극성이 다른 막대형태 또는 원형 형태의 마그네트 구조를 갖도록 형성된 경우, 상기 두 마그네트로 부터 발생하는 자기력선에 의해 증착물질이 스퍼터링되는 영역 이외의 상기 타겟판의 영역에 마그네트 물질이 없도록 구멍이 형성된 것을 특징으로 하는, 마그네트론 스퍼터링 장치용 스퍼터링 타겟.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 타겟판은 상기 마그네트중 중앙부위의 막대형 또는 원형 마그네트에 해당되는 부위가 마그네트 물질이 없도록 구멍이 형성된 것을 특징으로 하는, 마그네트론 스퍼터링 장치용 스퍼터링 타겟.