KR200313832Y1 - 스퍼터링장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 타겟으로부터 튀어나온 타겟입자의 운동방향을 제어시키기 위한 흐름조절부를 구비한 스퍼터링장치에 관한 것으로, 본 고안의 흐름조절부는 수평방향으로 다 수개의 수평슬릿이 형성된 흐름조절판과, 흐름조절판 일측에 연결설치되어 흐름조절판과 겹쳐지도록 수평방향으로 구동가능하며, 수직방향으로 다 수개의 수직슬릿이 형성된 제 1보조판과, 흐름조절판 타측에 연결설치되어 흐름조절판과 겹쳐지도록 수직방향으로 구동가능하며, 타겟입자를 차폐시키기 위한 제 2보조판을 구비한 것이 특징이다.

따라서, 상기 구조를 갖는 본 고안의 스퍼터링장치에서는 흐름조절부를 이용하여 타겟입자의 운동방향을 균일하게 함으로써, 웨이퍼 상에 균일한 박막 즉, 스텝커버리지가 양호한 박막을 형성할 수 있는 이점이 있다.

Description

스퍼터링장치

본 고안은 웨이퍼 상에 박막을 형성하기 위한 스퍼터링 장치에 관한 것으로, 특히, 타겟(target)입자를 균일한 밀도로 증착시키어 반도체웨이퍼 상에 증착되는 박막의 스텝커버리지(step coverage)을 향상시킬 수 있는 스퍼터링장치에 관한 것이다.

스퍼터링(sputtering)은 RF 파워나 DC 파워에 의해 형성된 플라즈마(plasma) 내의 높은 에너지를 갖고 있는 가스이온이 타겟과 충돌하여 타겟 표면으로부터 증착하고자 하는 타겟입자들이 튀어나와 기판에 증착되는 공정이다.

도 1은 종래기술에 따른 스퍼터링장치를 도시한 단면도이고, 도 2는 종래기술에 따른 스퍼터링장치에 있어서, 흐름조절부의 평면도이다.

종래의 스퍼터링장치는 도 1과 같이, 상단에는 공정가스가 유입되는 공급부(102)가, 하단에는 공정 진행 중에 발생되는 공정부산물이 배기되는 배기부(104)가 각각 형성된 공정챔버(100)와, 각각의 상부전극(110)과 하부전극(106)과, 상기 상부전극 및 하부전극(110)(106)에 전원을 공급하기 위한 전원공급부(120)와, 상부전극 및 하부전극(110)(106)사이에 설치되어 타겟으로부터 튀어나온 타겟입자의 운동방향을 제어시키기 위한 흐름조절부(130)로 구성된다.

하부전극(106)은 상면에 진공흡착방법으로 웨이퍼(108)를 고정시키며, 흐름조절부(130)는 도 2와 같이, 판형상으로 표면에는 다 수개의 관통홀(130a)이 형성되어 있다.

먼저, 전원공급부(120)을 온(ON)동작시키어 진공을 요하는 공정챔버(100) 내의 상부 및 하부 전극(110)(106)에 전압을 가하고, 공급부(102)를 통해 아르곤가스 등을 주입하면, 아르곤이 이온화되면서 음극인 타겟(110)으로 가속되어 충돌됨에 따라, 타겟 표면으로부터 타겟입자가 방출하게 된다. 타겟입자는 흐름조절부(130)의 다 수개의 관통홀(130a)을 통과하면서 그 흐름 즉, 운동방향이 제어된다. 이러한 운동방향이 제어된 타겟입자는 양극(106)인 웨이퍼스테이지에 낙하되어 웨이퍼(108) 상에 부착된다.

그리고, 상기의 스퍼터링 공정 진행 시에 발생되는 이물질은 배기부(104)를 통해 외부로 펌핑되어 강제배기된다.

그러나, 종래 스퍼터링장치에 있어서, 흐름조절부가 타겟으로부터 튀어나오는 운동방향이 불규칙한 타겟입자들을 효과적으로 제어하지 못함에 따라, 산란되는 타겟입자들이 많아 웨이퍼 상에 증착되는 박막 두께가 균일하지 못한 문제점이 발생되었다.

상기 문제점을 해결하고자, 본 고안의 목적은 타겟 입자의 운동방향을 효과적으로 제어시킴으로써 웨이퍼 상에 증착되는 박막의 두께를 균일하게 할 수 있는 스퍼터링장치를 제공하려는 것이다.

상기 목적을 달성하고자, 타겟으로부터 튀어나온 타겟입자의 운동방향을 제어시키기 위한 흐름조절부를 구비한 스퍼터링장치에 있어서, 본 고안의 흐름조절부는 수평방향으로 다 수개의 수평슬릿이 형성된 흐름조절판과, 흐름조절판 일측에 연결설치되어 흐름조절판과 겹쳐지도록 수평방향으로 구동가능하며, 수직방향으로 다 수개의 수직슬릿이 형성된 제 1보조판과, 흐름조절판 타측에 연결설치되어 흐름조절판과 겹쳐지도록 수직방향으로 구동가능하며, 타겟입자를 차폐시키기 위한 제 2보조판을 구비한 것이 특징이다.

도 1은 종래기술에 따른 스퍼터링장치를 도시한 단면도이고,

도 2는 종래기술에 따른 스퍼터링장치에 있어서, 흐름조절부의 평면도이고,

도 3은 본 발명에 따른 스퍼터링장치에 있어서, 흐름조절부의 단면도이고,

도 4는 본 발명에 따른 스퍼터링장치에 있어서, 흐름조절판에 제 1보조판이 겹쳐지는 것을 보인 단면도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

Ⅰ. 흐름조절판 Ⅱ. 제 1보조판

Ⅲ. 제 2보조판 108, 208. 웨이퍼

a. 수평슬릿 b. 수직슬릿

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 스퍼터링장치를 상세히 설명하겠다.

도 3은 본 발명에 따른 스퍼터링장치에 있어서, 흐름조절부의 평면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 스퍼터링장치에 있어서, 흐름조절판에 제 1보조판이 겹쳐지는 것을 보인 단면도이다.

본 발명은 상단에 가스공급부가, 하단에 배기부가 각각 형성된 공정챔버와, 각각의 상부/하부전극과, 상기 상부/하부전극에 전원을 공급하기 위한 전원공급부와, 상부/하부전극 사이에 설치되어 타겟으로부터 튀어나온 타겟입자의 운동방향을 제어시키기 위한 흐름조절부로 구비된 스퍼터링장치에 있어서, 도 3과 같이, 상기의 흐름조절부는 수평방향으로 다 수개의 수평슬릿(a)이 형성된 흐름조절판(Ⅰ)과, 흐름조절판(Ⅰ) 일측에 연결설치되어 흐름조절판과 겹쳐지도록 수평방향으로 구동가능하며, 수직방향으로 다 수개의 수직슬릿(b)이 형성된 제 1보조판(Ⅱ)과, 흐름조절판(Ⅰ) 타측에 연결설치되어 흐름조절판과 겹쳐지도록 수직방향으로 구동가능하며, 타겟입자를 차폐시키기 위한 제 2보조판(Ⅲ)으로 이루어진다.

상기 구성을 갖는 본 발명의 스퍼터링장치의 흐름조절부를 통해 웨이퍼 상에 균일한 밀도를 갖도록 박막을 형성하는 과정을 알아본다.

상부/하부전극에 전압을 가하고, 공정챔버 내의 가스공급부를 통해 아르곤가스 등을 주입하면, 아르곤이 이온화되어 전자(e^-)와 양으로 대전된 이온(Ar⁺)인 플라즈마 상태로 된다. 이 후, 아르곤이온(Ar⁺)들이 상부전극인 타겟과 충돌하면서 타겟 표면으로부터 타겟입자가 튀어나오며, 이 타겟입자는 하부전극 방향 즉, 웨이퍼방향으로 가속되면서 흐름조절부를 통과한다. 도 3 및 도 4와 같이, 이 때, 본 고안의 흐름조절부는 제 1 보조판(Ⅱ)이 수평방향(x방향)으로 이동되어 흐름조절판(Ⅰ)과 겹치게 되어 다 수개의 수평슬릿(a)과 수직슬릿(b)이 서로 교차하게 된다. 따라서, 타겟입자는 상기 수평슬릿(a)과 수직슬릿(b) 사이의 공간을 통해 웨이퍼 쪽으로 낙하된다. 즉, 타겟입자의 운동방향이 수직인 방향으로 제어된다.

흐름조절부는 공정 진행 전 또는 진행 후에는 제 2보조판(Ⅲ)이 수직방향(y방향)으로 이동되어 흐름조절판(Ⅰ)과 겹친 상태로 놓여진다.

따라서, 본 발명에서는 흐름조절부에 의해 타겟입자가 수직방향으로 이동되면서 기판에 균일하게 증착된다.

이 후, 운동방향이 수직인 방향으로 제어된 타겟입자는 하부전극에 낙하되어 웨이퍼(108) 상에 부착된다.

상술한 바와같이, 본 고안의 흐름조절부를 이용하여 타겟입자의 운동방향을 균일하게 유지함으로써, 웨이퍼 상에 균일한 박막 즉, 스텝커버리지(step coverage)가 양호한 박막을 형성할 수 있는 이점이 있다.

Claims (1)

1. 타겟으로부터 튀어나온 타겟입자의 운동방향을 제어시키기 위한 흐름조절부를 구비한 스퍼터링장치에 있어서,

   상기 흐름조절부는

   수평방향으로 다 수개의 수평슬릿이 형성된 흐름조절판과,

   상기 흐름조절판 일측에 연결설치되어 상기 흐름조절판과 겹쳐지도록 수평방향으로 구동가능하며, 수직방향으로 다 수개의 수직슬릿이 형성된 제 1보조판과,

   상기 흐름조절판 타측에 연결설치되어 상기 흐름조절판과 겹쳐지도록 수직방향으로 구동가능하며, 타겟입자를 차폐시키기 위한 제 2보조판을 구비한 것이 특징인 스퍼터링장치.