KR200448380Y1 - 스퍼터링 장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 증착물이 안착되는 기판안착부를 회전지그 내에서 기어 등으로 이루어진 회전수단을 따라 일방향으로 회전시킬 뿐만 아니라 그 자체도 일정 각도로 정렬 상태를 변경 가능하게 하는 스퍼터링 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 기판안착부가 내접기어와 평기어로 원형지지대를 따라서 회전시키는 회전수단과 기판안착부의 정렬 상태를 90도 범위 내에서 변경시키는 각도조절수단을 구비함으로써, 기판안착부에 증착되는 증착물이 전면과 후면뿐만 아니라 측면을 포함한 3차원 표면 전체에 증착이 가능하게 하여 증착 균일도를 높일 수 있는 스퍼터링 장치에 관한 것이다.

스퍼터, 기판증착, 회전수단, 증착균일도

Description

스퍼터링 장치{Sputtering system}

본 고안은 증착물이 안착되는 기판안착부를 회전지그 내에서 기어 등으로 이루어진 회전수단을 따라 일방향으로 회전시킬 뿐만 아니라 그 자체도 일정 각도로 정렬상태를 변경할 수 있게 하는 스퍼터링 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 기판안착부가 내접기어와 평기어로 원형지지대를 따라서 회전시키는 회전수단과 기판안착부의 정렬 상태를 변동시키는 각도조절수단을 구비함으로써, 기판안착부에 증착되는 증착물이 전면과 후면뿐만 아니라 3차원 표면 전체에 증착이 가능하게 하여 증착 균일도를 높일 수 있는 스퍼터링 장치에 관한 것이다.

스퍼터링 장치는 목적물 표면에 막의 형태로 부착하는 것으로서, 세라믹이나 반도체 소재 등에 전자 회로를 만들기 위해 고진공 상태에서 고체를 증발시켜 박막(thin film)이나 후막(thick film)을 형성하는 경우에 사용되는 것이다.

이러한, 종래의 스퍼터링 장치는 증착물이 안착되는 기판안착부가 기판지지축에 배치되어 기판지지축이 원통형의 회전지그를 따라서 일방향으로 회전되는 방 식으로 되어 있었다.

이러한 스퍼터링 장치에서는 기판안착부의 회전이 일방향으로만 이루어져 전면 또는 후면에만 증착이 이루어지고, 기판안착부의 일부 또는 측면에서는 증착이 균일하게 형성되지 않는 부분인 맹점(blind spot)이 발생되는 문제점이 있었다.

그리고, 이렇게 불균일한 증착으로 인하여 제품의 가치가 하락되는 문제점이 있었다.

또한, 균일한 증착을 이루기 위해서는 스퍼터링 장치를 장시간 구동하여야 하는 문제점이 있었다.

본 고안은 스퍼터링 장치에 관한 것으로서, 본 고안의 목적은 첫째, 스퍼터링되는 기판안착부의 회전방향을 변경하여 균일한 증착이 이루어지도록 하는 것을 목적으로 하고, 제한된 시간 내에서 균일한 증착을 이룰 수 있도록 하는 것을 목적으로 하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 고안은 원형지지대를 서로 마주하도록 배치시키고 이 원형지지대를 지지하는 고정틀지지대가 구비되어 있는 회전지그와, 상기 회전지그 내에 구비되어 증착물이 안착되는 복수 개의 기판안착부를 지지하는 기판지지축과, 상기 기판지지축을 상기 회전지그 내에서 회전시키도록 하는 상기 원형지지대에 형성된 내접기어와 상기 기판지지축에 형성된 평기어로 이루어진 회전수단과, 상기 기판안착부를 지지하고 상기 회전수단의 작동에 따라서 일방향으로 회전하며 기판안착부의 정렬상태를 일정 각도로 변경시키는 각도조절수단을 포함하여 구성된다.

또한, 본 고안에 있어서, 상기 기판지지축은 상기 평기어와 연결되어 있는 중심축과, 상기 중심축의 외측으로 슬라이딩 되는 걸림판과, 상기 중심축의 외측에 설치되고 상기 걸림판의 움직임에 따라 이동되는 가이드레일로 구성되는 것이 바람직하다.

또한, 본 고안에 있어서, 상기 각도조절수단은 상기 중심축에 위치하고 상기 기판안착부를 지지하는 기판지지부와, 상기 가이드레일 상에 위치하여 가이드레일의 움직임에 따라 상기 기판안착부의 각도를 변경시키는 기판각도변경부와, 상기 기판지지부와 상기 기판각도변경부를 연결시키는 힌지부로 구성되는 것이 바람직하다.

또한, 본 고안에 있어서, 상기 원형지지대 일측의 정면과 배면에는 상기 걸림판이 상기 원형지지대를 따라 회동하며 상기 가이드레일을 일정 길이로 움직일 수 있게 하는 제1가이드부와 제2가이드부가 돌출형성되는 것이 바람직하다.

또한, 본 고안에 있어서, 상기 제1가이드부에는 상기 원형지지대 일측의 정면과 연결되는 제1가이드연결부재와 상기 걸림판의 진행방향을 가이드하는 제1가이드면이 형성되고, 상기 제2가이드부에는 상기 원형지지대 일측의 배면과 연결되는 제2가이드연결부재와 상기 걸림판의 진행방향을 가이드하는 제2가이드면이 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 본 고안에 있어서, 상기 제1가이드면과 상기 제2가이드면은 일정한 곡면으로 형성되는 것이 바람직하다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 고안은 첫째, 기판안착부에 증착되는 부분이 전체적으로 증착되는 것이 가능하게 하여 증착 균일도를 향상시키는 효과가 있으며, 둘째, 스퍼터링장치의 작동시간을 단축시키면서도 충분한 증착 균일도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

이하 본 고안의 일 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 고안의 스퍼터링 장치의 사시도이고, 도 2는 본 고안의 스퍼터링 장치의 정면도이고, 도 3은 본 고안의 스퍼터링 장치의 배면도이고, 도 4는 도 1의 A부분의 부분 확대 사시도를 나타낸 것이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 스퍼터링 장치에 관한 본 고안은 원형지지대(11)를 서로 마주하도록 배치시키고 이 원형지지대(11)를 지지하는 고정틀지지대(12)가 구비되어 있는 회전지그(10)와, 상기 회전지그(10) 내에 구비되어 증착물이 안착되는 복수 개의 기판안착부(21)를 지지하는 기판지지축(20)과, 상기 기판지지축(20)을 상기 회전지그(10) 내에서 회전시키도록 하는 상기 원형지지대(11)에 형성된 내접기어(31)와 상기 기판지지축(20)에 형성된 평기어(32)로 이루어진 회전수단(30) 및 상기 기판안착부(21)의 정렬상태를 일정 각도로 변경시키는 각도조절수단(40)을 포함하여 구성된다.

회전지그(10)는 원형으로 형성되어 서로 마주하도록 배치되어 있는 원형지지대(11)와 이 대칭으로 배치된 원형지지대(11)를 지지하는 복수 개의 고정틀지지대(12)로 이루어진다.

회전수단(30)은 원형지지대(11)에 형성된 내접기어(31)와 기판지지축(20)에 형성된 평기어(32)의 치합으로 구성되어 있으며, 기판지지축(20)을 회전지그(10) 내에서 원형지지대(11)를 따라서 회전시키는 구동수단이다.

내접기어(31)는 원형지지대(11)의 내측으로 이(齒)가 형성되어 있으며, 평기어(32)와 치합된다.

여기서, 평기어(32)는 내접기어(31)의 이(齒)를 따라서 회전을 하게 되고, 평기어(32)와 연결되어 있는 기판지지축(20)도 회전하게 된다.

기판지지축(20)에는 증착물이 안착되는 복수 개의 기판안착부(21)와, 평기어(32)와 연결되어 있는 중심축(22)과, 이 중심축(22)의 외측으로 슬라이딩 되는 걸림판(23)과, 이 중심축(22)의 외측에 설치되고 걸림판(23)의 움직임에 따라 이동되는 가이드레일(24)이 형성된다.

걸림판(23)은 기판지지축(20)의 일단에 가이드레일(24)과 연결되어 중심축(22)의 외측으로 슬라이딩 되는 일정한 면으로 형성된다.

가이드레일(24)은 걸림판(23)과 일체로 형성되어 걸림판(23)의 움직임에 따라 중심축(22)의 외측을 따라서 슬라이딩 되는 구조로 형성된다.

도 5는 본 고안의 기판지지축의 사시도이고, 도 6은 본 5의 B부분의 부분 분해 사시도를 나타낸 것이다.

각도조절수단(40)은 중심축(22)에 위치하고 기판안착부(21)를 지지하는 기판지지부(41)와, 가이드레일(24) 상에 위치하여 가이드레일(24)의 움직임에 따라 기판안착부(21)의 각도를 변경시키는 기판각도변경부(42)와, 기판지지부(41)와 기판각도변경부(42)를 연결시키는 힌지부(43)로 구성된다.

기판지지부(41)는 기판안착부(21)의 일측에 연결되어 있으며 회동하는 기판안착부(21)를 지지하는 요소이다.

기판각도변경부(42)는 가이드레일(24) 상에 위치하며 가이드레일(24)의 움직임에 따라서 기판안착부(21)의 정렬 상태를 변경시키는 것이다.

힌지부(43)는 일측은 기판지지부(41)와 연결되고 타측은 가이드레일(24)이 움직일 수 있도록 하는 가이드홈(44)에 기판각도변경부(42)를 연결하도록 형성된다.

도 7은 본 고안의 제1가이드부의 사시도이고, 도 8은 본 고안의 제2가이드부의 사시도를 나타낸 것이다.

제1가이드부(50a)와 제2가이드부(50b)는 걸림판(23)이 원형지지대(11)를 따라서 회동하며 가이드레일(24)을 일정 폭으로 이동할 수 있도록 원형지지대(11) 일측의 정면과 배면에 각각 돌출형성되어 있는 것이다.

제1가이드부(50a)에는 원형지지대(11) 일측 정면에 연결되는 제1가이드연결부재(52a)와 걸림판(23)의 진행방향을 가이드하는 제1가이드면(51a)이 형성된다.

또한, 제2가이드부(50b)에는 원형지지대(11) 일측 배면에 연결되는 제2가이드연결부재(52b)와 걸림판(23)의 진행방향을 가이드하는 제2가이드면(51b)이 형성된다.

여기서, 제1가이드면(51a)와 제2가이드면(51b)는 각각 일정한 곡면으로 형성된다.

그리고, 제1가이드면(51a)과 제2가이드면(51a)의 곡면은 가이드레일(24)이 슬라이딩 되며 기판안착부(21)의 정렬상태를 90°까지 회전시킬 수 있도록 설정되는 것이 바람직하다.

따라서, 기판안착부(21)는 스퍼터링 장치의 전면에 형성된 제1가이드부(50a)를 지나면서 일정 각도 변경되고, 후면에 형성된 제2가이드부(50b)를 지나면서 다시 일정 각도 변경되어 원래의 정렬 상태로 복귀하게 된다.

그리고, 제1,2가이드면(51a,51b)은 하기에서 기술하는 걸림판(23)이 제1가이드면(51a) 또는 제2가이드면(51b)을 따라 이동할 때, 가이드레일(24)과 기판각도변경부(42)가 기판안착부(21)의 정렬상태를 급격히 변동되지 않고 일정한 속도를 유지하며 변동되게 한다.

따라서, 기판안착부(21)가 서서히 회동하며 각 부위에 균일하게 스퍼터링되는 것이 가능하게 된다.

한편, 이렇게 완성된 본 고안의 작동 과정을 살펴보면 다음과 같다.

도 9는 본 고안의 기판안착부의 정렬 상태의 변경 전의 상태도이고, 도 10은 본 고안의 기판안착부의 정렬 상태의 변경 후의 상태도를 나타낸 것이다.

기판지지축(20)은 회전수단(30)의 내접기어(31)와 평기어(32)의 치합에 의해서 원형지지대(11) 내에서 회전하게 된다.

따라서, 기판지지축(20)에 형성되어 있는 기판안착부(21)도 원형지지대(11)를 따라서 회전하게 된다.

이때, 기판지지축(20)에 형성되어 있는 기판안착부(21)는 축방향을 따라서 일정한 방향으로 정렬되어 있다.

그리고, 기판지지축(20)이 원형지지대(11) 일측의 정면에 형성된 제1가이드부(50a)를 지나게 되면, 걸림판(23)은 제1가이드면(51a)의 내측을 따라서 이동하게 된다.

이때, 도 10에 도시된 바와 같이, 걸림판(23)에 연결되어 있는 가이드레일(24)이 당겨지게 되고(D방향), 가이드홈(44) 내에서 기판각도변경부(42)의 위치도 가이드레일(24)을 따라서 변동되어, 기판안착부(21)의 정렬상태가 수직에서 수평방향으로 변동하게 된다.

그리고, 원형지지대(11) 일측의 배면에 형성된 제2가이드부(50b)를 지나게 되면, 걸림판(23)은 제2가이드면(51b)의 외측을 따라서 이동하게 된다.

이때, 도 9에 도시된 바와 같이, 걸림판(23)에 연결되어 있는 가이드레일(24)이 밀려지게 되고(C방향), 가이드홈(44) 내에서 기판각도변경부(42)의 위치도 가이드레일(24)을 따라서 변동되어, 기판안착부(21)의 정렬상태가 수평에서 수직방향으로 변동되게 된다.

그리고, 가이드레일(24)은 기판지지축(20)의 말단에 형성된 스토퍼(25)의 의해서 C방향으로 더 밀려지게 되는 것이 방지된다.

따라서, 본 고안에서의 기판안착부(21)는 1차적으로 평기어(32)의 회전에 의하여 360° 회전(자전)을 하게 되며, 2차적으로 내접기어(31)에 의해 원형지지대(11)를 따라서 원운동(공전)을 하게 되고, 3차적으로 각도조절수단(40)에 의해 90°방향 전환을 하게 된다.

상기한 스퍼터링 장치의 각각의 운동은 계속 진행하게 되고, 이러한 기판안착부(21)의 움직임으로 인하여 기판안착부(21) 전체의 면적(전면, 후면 및 측면)에 스퍼터를 할 수 있게 된다.

본 고안은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 많은 변형이 본 고안의 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 가능함은 물론이다.

도 1은 본 고안의 스퍼터링 장치의 사시도,

도 2는 본 고안의 스퍼터링 장치의 정면도,

도 3은 본 고안의 스퍼터링 장치의 배면도,

도 4는 도 1의 A부분의 부분 확대 사시도,

도 5는 본 고안의 기판지지축의 사시도,

도 6은 도 5의 B부분의 부분 분해 사시도,

도 7은 본 고안의 제1가이드부의 사시도,

도 8은 본 고안의 제2가이드부의 사시도,

도 9는 본 고안의 기판안착부의 정렬 상태의 변경 전의 상태도,

도 10은 본 고안의 기판안착부의 정렬 상태의 변경 후의 상태도를 나타낸 것이다.

** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 **

10 : 회전지그 11 : 원형지지대

12 : 고정틀지지대 20 : 기판지지축

21 : 기판안착부 22 : 중심축

23 : 걸림판 24 : 가이드레일

25 : 스토퍼 30 : 회전수단

31 : 내접기어 32 : 평기어

40 : 각도조절수단 41 : 기판지지부

42 : 기판각도변경부 43 : 힌지부

44 : 가이드홈 50a : 제1가이드부

50b : 제2가이드부 51a : 제1가이드면

51b : 제2가이드면 52a : 제1가이드연결부재

52b : 제2가이드연결부재

Claims (6)

1. 원형지지대를 서로 마주하도록 배치시키고 이 원형지지대를 지지하는 고정틀지지대가 구비되어 있는 회전지그;

   상기 회전지그 내에 구비되어 증착물이 안착되는 복수 개의 기판안착부를 지지하는 기판지지축;

   상기 기판지지축을 상기 회전지그 내에서 회전시키도록 하는 상기 원형지지대에 형성된 내접기어와 상기 기판지지축에 형성된 평기어로 이루어진 회전수단; 및

   상기 기판안착부를 지지하고 상기 회전수단의 작동에 따라서 일방향으로 회전하며 상기 기판안착부의 정렬상태를 일정 각도로 변경시키는 각도조절수단;을 포함하여 구성되는 스퍼터링 장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 기판지지축은 상기 평기어와 연결되어 있는 중심축과, 상기 중심축의 외측으로 슬라이딩 되는 걸림판과, 상기 중심축의 외측에 설치되고 상기 걸림판(23)의 움직임에 따라 이동되는 가이드레일로 구성되는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 장치.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 각도조절수단은 상기 중심축에 위치하고 상기 기판안착부를 지지하는 기판지지부와, 상기 가이드레일 상에 위치하여 가이드레일의 움직임에 따라 상기 기판안착부의 각도를 변경시키는 기판각도변경부와, 상기 기판지지부와 상기 기판각도변경부를 연결시키는 힌지부로 구성되는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 장치.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 원형지지대 일측의 정면과 배면에는 상기 걸림판이 상기 원형지지대를 따라 회동하며 상기 가이드레일을 일정 길이로 움직일 수 있게 하는 제1가이드부와 제2가이드부가 돌출형성되어 있는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 장치.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 제1가이드부에는 상기 원형지지대 일측의 정면과 연결되는 제1가이드연결부재와 상기 걸림판의 진행방향을 가이드하는 제1가이드면이 형성되고,

   상기 제2가이드부에는 상기 원형지지대 일측의 배면과 연결되는 제2가이드연결부재와 상기 걸림판의 진행방향을 가이드하는 제2가이드면이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 장치.
6. 제 5항에 있어서,

   상기 제1가이드면과 상기 제2가이드면은 일정한 곡면으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 장치.

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