KR20070011162A - 배기가능 마그네트론 챔버 - Google Patents

배기가능 마그네트론 챔버 Download PDF

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Abstract

본 발명은 타깃(18) 및 이의 배킹 플레이트(20)로 밀봉된 진공-펌핑 마그네트론 챔버(32)를 가진 스퍼터 반응기(50)와 관련한 진공 펌핑 시스템 및 방법에 관한 것이다. 주 스퍼터 챔버(14)는 타깃 정면에 진공 밀봉되고 저온 펌핑된다(26). 바이패스 도관(51) 및 밸브(54)는 마그네트론 및 주 챔버들을 연결한다. 마그네트론 챔버에 결합된 기계적 러핑 펌프(34)는 바이패스 밸브가 폐쇄되고 저온 펌프가 개방되기전에 바이패스 도관을 통해 주챔버를 1 토르 이하로 펌핑하고 이후에 타깃에 대한 압력차를 감소시키기 위하여 마이크론 챔버를 계속해서 펌핑한다. 바이패스 밸브에 연결된 압력차 스위치(58)는 예컨대 누설 또는 전기적 결함이 존재할때 압력차기 20토르와 같은 제한치를 초과할 때마다 바이패스 밸브를 즉시 개방시킨다. 바이패스 도관은 또한 배기 과정에서 사용된다.

Description

배기가능 마그네트론 챔버{EVACUABLE MAGNETRON CHAMBER}
도 1은 종래의 진공펌핑을 포함하는 스퍼터 반응기의 개략적 단면도.
도 2는 본 발명의 진공 펌핑의 제 1 실시예를 포함하는 스퍼터 반응기의 개략적 단면도.
도 3은 본 발명의 진공 펌핑의 제 2 실시예를 포함하는 스퍼터 반응기의 개략적 단면도.
본 발명은 일반적으로 재료들의 스퍼터링에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 스퍼터링 챔버의 진공 펌핑 시스템에 관한 것이다.
스퍼터링은 실리콘 웨이퍼상에 타깃 재료를 증착하기 위하여 금속 타깃이 스퍼터링되는 실리콘 집적회로들의 제조시에 사용되는 기술이다. 최근 몇년동안, 스퍼터링은 평판 컴퓨터 디스플레이들 및 대규모 평판 텔레비전 등과 같은 평판 디스플레이들의 제조시에도 유사하게 적용되었다. 다양한 타입의 평판 디스플레이들은 전형적으로 유리 또는 중합체와 같이 종종 패널이라 불리는 대규모 박막 절연 직사각형 기판들상에 형성된 박막 트랜지스터(TFT)들을 포함하고, 또한 액정디스플레이 (LCD), 플라즈마 디스플레이, 필드 에미터 및 유기 발광 다이오드(OLED)를 포함하도록 제조될 수 있다. 거의 모든 패널 제조 장비는 대규모 장비로 분류된다. 최초 제조된 패널은 480mm 정도의 측면 크기를 가진 패널들에 기초한다. 가장 최근 제조는 측면이 2m 이상인 패널 크기들을 고려한다. 이러는 대규모 크기는 가장 최근 장비에서 약 300mm의 크기로 제한된 웨이퍼 제조 장비에서 경험하지 못한 여러 문제점들을 유발하였다.
종래의 평판 스퍼터 반응기(10)가 도 1의 단면도에 개략적으로 도시된다. 여기에 참조문헌으로서 통합되는 Demaray 등에 의한 미국특허 제5,565,071호는 상기와 같은 반응기를 더 상세히 개시하고 있다. 주 진공처리 챔버(14)내의 페데스탈(12)은 처리챔버(14)로 밀봉되나 이 처리챔버(14)로부터 전기적으로 분리되는 배킹 플레이트(20)에 결합된 타깃(18)에 대향하게 스퍼터링 코팅될 패널을 지지한다. 타깃(18)은 배킹 플레이트(20)에 결합된 하나 이상의 타깃 타일들을 포함할 수 있다. 아르곤 스퍼터링 가스는 아르곤 가스 소스(22)로부터 질량 흐름 제어기(24)를 통해 주 챔버(14)에 전달된다. 고진공 펌프(26), 예컨대 저온 펌프는 게이트 밸브(28)를 통해 진공 처리챔버(14)에 연결되며 약 10-6 내지 10-7 토르로 진공 처리챔버(14)내의 기본 압력을 유지하나, 아르곤 압력은 전형적으로 플라즈마 스퍼터링을 위하여 밀리토르 범위내에서 유지된다. 기술되지 않은 DC 전원은 아르곤을 플라즈마로 여기시키기 위하여 페데스탈(12) 또는 처리챔버(14) 또는 이 내부에 포함된 차폐부에 대하여 충분히 큰 음 전압으로 타깃(18)을 전기적으로 바이어스한다. 양 의 아르곤 이온들은 음으로 바이어스된 타깃(18)으로 강하에 유인되어 이 타깃(18)으로부터 재료를 스퍼터링한후 패널(16)에 충돌시켜서 타깃의 재료를 패널(16)상에 코팅한다. 반응성 스퍼터링에서, 질소와 같은 반응가스는 스퍼터링된 금속과 반응하여 금속 질화물을 형성하기 위하여 처리챔버(14)내로 부가적으로 유입된다. 그럼에도 불구하고, 챔버압력은 밀리토르 범위 또는 이 이하의 범위에서 유지된다.
반대 자극을 가진 마그네트론(30)은 타깃(18)의 스퍼터링면에 수평 자기장을 생성하기 위하여 타깃(18) 및 배킹 플레이트(20)의 후면에 배치되며, 이는 플라즈마를 강화하여 스퍼터링 속도를 증가시킨다. 마그네트론(30)의 형태는 전형적인 기술된 것보다 더 복잡하다. 마그네트론(30)은 균일한 증착 및 타깃 침식을 제공하기 위하여 배킹 플레이트(20)의 후면에 대하여 1차원 또는 2차원으로 스캐닝된다. 웨이퍼 스퍼터 반응기들에서, 마그네트론(30)은 전형적으로 연속된 스퍼터링하에서 고속으로 가열될 수 있는 타깃(18)을 냉각시키는 냉각수 용기에 밀폐된다. 그러나, 이러한 구성은 대규모 패널들에 대한 스퍼터 반응기들에 대해서는 실제적이지 않다. 배킹 플레이트(20) 및 타깃(18)은 배면 마그네트론(30)으로부터의 자기장이 그들을 통해 투사되도록 비교적 매우 얇아야 한다. 그러나, 매우 큰 크기의 타깃은 배킹 플레이트(20)가 진공 처리챔버내의 고진공 및 대기 압력(평방인치당 760 토르 또는 14 파운드) + 냉각수의 중량 및 수압간의 거대한 힘에 견딜 필요가 있다. 이러한 문제는 비교적 얇은 배킹 플레이트(20)내에 액체 냉각 채널들을 형성하고, 배킹 플레이트(20) 및 부착된 타깃(18)을 냉각시키기 위하여 처리챔버(14) 외부로부터 냉각제를 공급함으로서 방지된다. 마그네트론(30)을 둘러싸는 마 그네트론 챔버(32)는 배킹 플레이트(20)의 후면에 형성되고 이에 진공 밀봉된다. 마그네트론 챔버(32)는 예컨대 1토르 이하, 전형적으로 200 내지 500 밀리토르로 진공 펌핑되어 배킹 플레이트(20)가 견디어야 하는 힘을 현저하게 감소시킨다.
종래에, 기계적 러핑 펌프(34)는 러핑 밸브(36)를 통해 필수적인 토르 이하의 압력으로 마그네트론 챔버(32)를 펌핑하며 패널 처리동안 이를 유지한다. 저온 펌프(26)는 매우 낮은 압력에서 매우 효과적이나 1 토르 이상의 압력들로 동작될 수 없는 고진공 펌프이다. 따라서, 주 챔버(14)가 동작 초기에 대기압력으로부터 펌핑될때, 동일한 러핑 펌프(34)는 저온 게이트 밸브(28)가 폐쇄되는 동안 제 2 러핑 밸브(38)를 통해 처리 챔버(14)를 펌핑한다. 러핑 펌프(34)가 약 200 내지 약 500 밀리토르의 크로스-오버 압력으로 주 챔버(14)의 압력을 감소시킬때, 제 2 러핑 밸브(38)는 폐쇄되며 저온 게이트 밸브(28)는 개방되어, 저온 펌프(26)는 10-6 토르 이하의 필수 압력으로 주 챔버(14)내의 압력을 추가로 감소시킨다. 그러나, 제 1 러핑 밸브(36)는 러핑 펌프(34)가 토르 이하의 압력으로 마그네트론 챔버(32)를 계속해서 펌핑하도록 개방 상태로 유지된다.
동작시에, 패널(16)은 약 10-3 내지 10-6 토르의 범위내에서 유지되는 중앙 전달챔버로부터 슬릿 밸브(40)를 통해 주 챔버(14)내로 삽입된다. 인-라인 시스템에서, 두개의 슬릿 밸브들은 패널들(16)이 진공 격리된 챔버들의 라인을 따라 통과하도록 주 챔버(14)의 양 측면들상에 배치된다. 본 발명은 본 발명의 스퍼터 반응기를 통합하는 대규모 시스템의 구성에 의하여 제한되지 않는다.
그러나, 종래의 펌핑 시스템은 여러 단점들을 가지고 있다. 760 토르로부터 펌핑 다운 동안, 배킹 플레이트(20)의 압력차는 예컨대 20 토르 이하로 최소화되어야 한다. 펌핑 속도는 두개의 챔버들(14, 32)간에 매칭될 필요가 있으며, 이들의 동작은 펌핑 다운 동안 타깃 배킹 플레이트(20)의 초과 압력차를 방지하기 위하여 주의 깊게 타이밍될 필요가 있다. 또한, 주 챔버(14)가 유지를 위하여 대기로 배기될때, 두개의 챔버들(14, 32)은 동일한 속도에서 대기압력까지 될 필요가 있다. 하나 또는 다른 밸브들(36, 38)의 결함 또는 오제어는 챔버들(14, 32)중 단지 한 챔버에서 압력이 빠르게 일탈하도록 할 수 있다. 펌프 결함은 대기가 어느 하나의 결함 펌프(34, 26)를 통해 역류할 수 있어서 압력차를 빠르게 증가하기 때문에 즉시 제어되어야 한다. 챔버 누설은 빠르게 검출되어 펌핑이 조절될 필요가 있다. 전력 또는 컴퓨터 결함의 경우에, 밸브들(28, 36, 38) 및 펌프들(26, 34)의 상태들은 불확실하게 된다. 최대로 약 20 토르보다 큰 임의의 압력차는 배킹 플레이트(20)가 과도하게 구부러지도록 하여 구부러진 타깃(18) 또는 다중 타깃 타일들이 배킹 플레이트(20)로부터 얇게 갈라지도록 할 수 있다. 큰 압력차는 배킹 플레이트(20)가 영구적으로 변형되어 파손될 수 있도록 할 수 있다. 특히 몰디브덴과 같은 내화물 재료의 큰 스퍼터링 타깃들이 매우 비싸기 때문에 펌핑 사고로 인한 타깃 결함들이 최소화될 필요가 있다.
본 발명의 목적은 펌핑 사고의 결함으로 인한 타깃 결함이 최소화되도록 하는데 있다.
진공 펌핑 시스템은 마그네트론 진공 챔버가 스퍼터링 타깃의 후면에서 스캐닝된 마그네트론을 밀폐하고 스퍼터링 타깃의 전면의 처리 챔버가 스퍼터링동안 낮은 압력으로 유지되는 스퍼터 반응기를 진공 펌핑한다. 고진공 펌프, 예컨대 저온 펌프는 처리챔버에 연결된다. 저진공 펌프, 예컨대 기계적 러핑 펌프 또는 러핑 라인은 러핑 밸브를 통해 마그네트론 챔버에 연결된다. 바이패스 도관은 마그네트론 및 처리챔버를 연결하며, 밸브, 바람직하게 정규 개방(NO) 밸브를 포함한다. 바이패스 밸브에 연결된 압력차 스위치는 허용가능한 압력차, 예컨대 1 내지 30 토르, 바람직하게 약 20 토르 이상일때를 검출하며, 따라서 바이패스 밸브가 개방된다.
초기 펌핑 다운동안, 고진공 펌프에 대한 게이트 밸브는 폐쇄되며 바이패스 밸브는 개방된다. 러핑 밸브는 러핑 펌프로 하여금 마그네트론 및 처리챔버들을 적당한 낮은 압력으로 펌핑하도록 개방된다. 압력이 크로스-오버 압력에 도달할때, 바이패스 밸브는 폐쇄되며 고진공 펌프에 대한 게이트 밸브는 개방된다.
시스템 배기동안, 고진공 펌프에 대한 게이트 밸브는 폐쇄되며, 바이패스 밸브는 개방되며, 배기 밸브는 대기로 개방된다.
도 2의 단면도에 개략적으로 기술된 본 발명의 스퍼터 반응기(50)는 그것의 가스 펌핑 및 압력 모니터링에 있어서 대부분 종래의 반응기와 다르다. 기계적 러핑 펌프(34)는 마그네트론 챔버(32) 및 주 챔버(4)를 개략적으로 펌핑하기 위하여 러핑 밸브(36)를 통해 마그네트론 챔버(32)에 연결된다. 바이패스 도관(51)은 마 그네트론 챔버(32)에 연결된 마그네트론 가스라인(52), 및 처리챔버(14)와 적정 바이패스 게이트 밸브(54)에 연결된 주 챔버 가스라인(53)을 포함한다. 바이패스 게이트 밸브(54)가 개방되는지 또는 폐쇄되는지의 여부는 두개의 챔버들(14, 32)이 서로로부터 진공 분리되거나 또는 균일한 압력을 유지하는지의 여부를 결정한다. 이러한 실시예에서, 바이패스 도관(51)에 다른 밸브가 존재하지 않는 것이 바람직하다. 이러한 구성에서는 러핑 펌프(34)가 개방된 바이패스 밸브(54)를 통해 처리 챔버(14)를 펌핑할 수 있기 때문에 러핑 펌프(34)로부터 주 챔버(14)로의 직접 연결을 필요로 하지 않는다. 설비는 공통 러핑 펌프 라인에 결합되고 반응기(50)와 같이 각각의 시스템에 전용되는 하나의 러핑 밸브(36)를 가진 다중 시스템들에 러핑 펌프 라인을 제공할 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 컨벡트론 게이지(convectron gauge)와 같은 중간-압력 러핑 진공 게이지(56)는 전형적인 100밀리토르 이상, 대략 기계적 러핑 펌프(34)의 저압 제한치 이상인, 러핑 라인상의 압력을 측정한다.
바이패스 밸브(54)는 바람직하게 정규 개방(NO) 밸브이다. 즉, 양의 신호 또는 전력은 바이패스 밸브를 폐쇄하기 위하여 NO 바이패스 밸브(54)에 공급되어야 한다. 이러한 양의 신호 또는 전압의 부재시에, 스프링 또는 다른 수동 수단은 NO 바이패스 밸브(54)가 개방되도록 하여, 주 및 마그네트론 챔버들(14, 32)을 링크시킨다. 따라서, 전력 정전 또는 여러 타입의 컴퓨터 결함들의 경우에, 바이패스 밸브(54)는 두개의 챔버들(14, 32)간의 압력을 균등하게 하기 위하여 개방된다.
차동 압력 스위치(58)는 바이패스 밸브(54)를 통해 바이패스 도관(51)에 연 결된다. 차동 압력 스위치(58)는 폐쇄 바이패스 밸브(54)를 가로지르는 어느 한 방향에서 그리도 두개의 챔버들(14, 32)사이에서 초과 압력차가 발생할때를 감지한다. 만일 차동 압력이 예컨대 20토르의 미리 결정된 압력차 제한치를 초과하면, 바이패스 밸브(54)는 두개의 챔버들(14, 32)간의 압력을 균등하게 하여 배킹 플레이트(20)의 차동 압력을 감소시키기 위하여 개방된다. 차동 압력 스위치(58)는 바이패스 밸브(54)에 직접 링크되거나, 또는 모든 측정된 압력들을 감지하여 모든 밸브들을 제어하는 바이패스 밸브(54) 또는 제어기(60)로부터 분리된 전용 전자장치를 통해 링크된다. 20 토르의 차동 압력 제한치는 적절한 것으로 고려된다. 그러나, 바람직하게 30 토르이하 그리고 바람직하게 1 토르 이상의 다른 압력 제한치들이 사용될 수 있다. 이 제한치 이상의 차동 압력들은 배킹 플레이트가 변형되도록 하여 배킹 플레이트(20)의 변형으로 인하여 타깃 타일이 갈라지게 할 수 있다.
대안 구성에서, 차동 스위치(58)의 한 단부 또는 양 단부는 처리 챔버(14) 또는 마그네트론 챔버(32)에 직접 결합될 수 있다. 비록 차동 압력 스위치(58)가 온/오프 압력 검출기로서 대부분 용이하게 구현될 수 있을지라도, 차동 압력 스위치(58)는 차동 압력의 값들을 제어기(60)에 출력하고 제어기(60)는 측정된 차동 압력이 제한치를 초과할때 동작을 초기화할 수 있다. 선택적으로, 차동 압력 스위치(58)는 바이패스 밸브(54)의 양 측면상에서 두개의 압력 센서들(예컨대 이하에서 기술될 러핑 진공 게이지(54) 및 챔버 진공 게이지(66))로서 구현될 수 있으며 각각의 압력 신호들을 제어기(60)에 전송할 수 있으며, 제어기(60)는 압력차의 크기가 압력 차동 제한치를 초과할때를 결정한다.
처리 챔버(14)내의 압력은 처리 챔버(14)내에 직접 결합된 압력 감지 도관(64)상에서 모니터링된다. 컨벡트론 게이지와 같은 중간-압력 챔버 진공 게이지(66)는 대기 압력까지 약 100밀리토르 이상의 압력들을 측정하기 위하여 압력 감지 도관(64)에 결합된다. 커패시턴스 나노미터 게이지와 같은 저압 진공 게이지(68)는 게이지 격리 밸브(70)를 통해 압력 감지 도관(64)에 결합된다. 저압 진공 게이지(68)는 약 1토르로부터 10-8 토르 이하 까지의 압력에 민감하다. 이러한 저압 진공 게이지들은 다이어그램 구성을 가지거나 또는 열 필라멘트 방사에 의존하며 1토르 이상의 압력으로부터 보호될 필요가 있다. 따라서, 주 챔버 압력이 크로스-오버 압력 이하로 감소될때만 격리 밸브(70)를 개방하는 것이 전형적으로 실제적이다.
때때로, 처리 챔버(14)는 타깃 어셈블리(18, 20)를 유지하거나 또는 교체하기 위하여 개방될 필요가 있다. 이러한 상황들로 인하여, 배기 밸브(76)를 가진 배기 도관(74)은 시스템을 대기로 배기하기 위하여 주 챔버(14)(또는 가능하면 마그네트론 챔버(14))에 연결된다. 정상동작시에, 배기 밸브(76)는 폐쇄를 유지한다.
본 발명의 다른 실시예로 도 3의 단면도에 개략적으로 도시된 스퍼터 반응기(80)는 처리 및 마그네트론 챔버들(14, 32)에 대한 종래의 펌핑 포트들에 의존하며 하우징 또는 용이하게 구성된 엘리먼트들내에 바이패스 도관(82)을 형성할 수 있다. 러핑 밸브(36)는 Y-커플링(86)을 포함하는 일련의 하우징 또는 파이핑 및 러 핑 라인(84)사이에 연결된다. 단일 마이크론 가스라인(88)은 Y-커플링(86)에 마그네트론 챔버(32)를 연결한다. 바이패스 가스 라인(90)은 Y-커플링(84)을 바이패스 밸브(54)에 연결한다. 주 챔버 가스 라인(53)은 바이패스 밸브(90)를 처리 챔버(14)에 연결한다. 따라서, 바이패스 도관(82)은 마그네트론 가스 라인(88), Y-커플링(86), 바이패스 라인(90), 및 주 챔버 가스 라인(53)으로 구성된다. 결과로서, 기존의 스퍼터 반응기들은 본 발명의 펌핑 구조에 재구성될 수 있다. 이 도면은 비록 압력차 스위치(58)가 마그네트론 또는 바이패스 라인(88, 90) 및 주 챔버 라인(53) 또는 챔버 및 가스 라인의 임의의 결합사이에 용이하게 연결될 수 있을지라도 처리 및 마그네트론 챔버들(14, 32)사이에 직접 연결된 압력차 스위치(58)를 도시한다.
펌프 다운 절차는 두개의 챔버들(14, 32)이 폐쇄되나 대기 압력을 유지한다는 가정하에 지금 기술될 것이다. 슬릿 밸브(40), 러핑 밸브(36), 격리 밸브(24), 및 고압력 게이트(28)는 폐쇄되는 것으로 가정되며, 질량 흐름 제어기(24)는 펌프 다운동안 폐쇄를 유지할 수 있다. 펌프 다운의 시작시에, 제어기(60)는 바이패스 밸브(54)가 개방되어 배기 밸브(76)를 폐쇄한다는 것을 결정한다. 그 다음에, 제어기(60)는 러핑 밸브(36)를 개방하며, 러핑 밸브(34)는 마그네트론 챔버(32)를 펌핑하기 시작하며 바이패스 도관(51, 82)을 통해 주 챔버(14)를 펌핑한다. 챔버 압력이 크로스-오버 압력 이하로 감소된다는 것을 제어기(60)가 중간-압력 진공 게이지(56, 66)로부터 결정할때, 제어기(60)는 고진공 게이트 밸브(28) 및 게이지 격리 밸브(70)를 개방하고 바이패스 밸브(54)를 폐쇄한다. 러핑 펌프(34)는 마그네트론 챔버(14)를 계속해서 펌핑하며, 고진공 펌프(26)는 주 챔버(14)를 펌핑한다. 주 챔버(14)내의 압력이 정상 기본 압력으로, 예컨대 10-6 토르 이하로 감소되었다는 것을 제어기(60)가 고진공 게이지(68)로부터 결정할때, 펌프 다운 절차가 완료된다. 그 다음에, 제어기(60)는 일련의 패널들(16)을 스퍼터 처리하기 위하여 슬릿 밸브(14) 및 질량 흐름 제어기(24) 뿐만아니라 타깃(18)에 대한 전원을 제어한다.
배기 절차는 폐쇄된 질량 흐름 제어기(24) 및 슬릿 밸브(14)와 함께 초기화된다. 제어기(60)는 게이지 격리 밸브(70) 및 고진공 게이트 밸브(28)를 폐쇄하며, 마그네트론 챔버(14)에 주 챔버(14)를 연결하기 위하여 바이패스 밸브(54)를 즉시 개방한다. 그 다음에, 제어기(60)는 러핑 밸브(36)를 폐쇄한 다음 양 챔버들(14, 32)을 대기로 배기하기 위하여 배기 밸브(74)를 개방한다. 그 다음에, 마그네트론 챔버(32)는 배킹 플레이트로부터 제거될 수 있으며, 배킹 플레이트(20) 및 부착된 타깃(18)은 처리 챔버(14)로부터 제거된다.
동작중에 어느 한 챔버(14, 32)로부터 누설이 발생하는 경우에 또는 다른 타입의 결함들이 존재하는 경우에, 바이패스 압력차 압력 스위치(58)는 제한치 이상의 차동 압력의 일탈을 감지하고 또한 자동적으로 초과 압력을 감지하고 제어기(60)에 대한 인터럽트를 플래깅하며, 제어기(60)는 바이패스 밸브(54)를 즉시 개방한다. 저온 펌프(26) 또는 고진공 게이지(68)는 이들의 밸브들(28, 70)이 정시에 폐쇄되지 않는 경우에 손상될 수 있으나, 적어도 고가의 타깃/배킹 플레이트 어셈블리(18, 20)는 회복할 수 없게 손상되지 않는다. 저압 또는 고압 챔버 진공 게이 지(66, 68)는 주 챔버(14)의 고압 상태를 선택적으로 플래깅할 수 있다.
비록 본 발명이 평판 스퍼터링에 사용하는 것으로 기술되었을지라도, 거의 원형인 실리콘 웨이퍼들, 특히 큰 크기의 웨이퍼들상에 스퍼터링하고 그 내부에 액체 냉각 채널들을 가진 얇은 타깃/배킹 플레이트 어셈블리 및 진공-펌핑된 마그네트론 챔버를 포함하는 스퍼터 반응기를 구현하는 것이 바람직하다. 웨이퍼 반응기는 전형적으로 중심축에 대하여 회전되는 마그네트론을 가진다. 본 발명은 이러한 웨이퍼 반응기에 유리하게 적용될 수 있다.
따라서, 본 발명은 단순하나 더 신뢰할 수 있는 진공 펌핑 시스템을 제공할 수 있는 효과를 가진다.

Claims (20)

  1. 스퍼터 코팅될 기판을 유지하고, 상기 기판 반대편의 측면상에서 스퍼터링 타깃과 함께 진공 밀봉가능하며, 고-진공 펌프에 연결가능한 주 챔버 ― 상기 고-진공 펌프는 1밀리토르 이하의 압력까지 상기 주 챔버를 펌핑할 수 있음 ―;
    스캐닝 마그네트론을 포함하도록 구성되고 상기 타깃에 진공 밀봉가능한 마그네트론 챔버;
    진공 러핑 라인 및 상기 마그네트론 챔버사이에 연결된 러핑 밸브; 및
    상기 마그네트론 챔버 및 상기 주 챔버를 연결하고 바이패스 밸브를 포함하는 바이패스 도관을 포함하는, 스퍼터링 시스템.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 바이패스 밸브는 보통 개방되는, 스퍼터링 시스템.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 바이패스 밸브와 다른 밸브는 상기 주 챔버 및 상기 마그네트론 챔버사이의 바이패스 도관상에 포함되지 않는, 스퍼터링 시스템.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 타깃은 내부 액체 냉각 채널들을 가진 배킹 플레이트와 상기 배킹 플레이트에 결합된 적어도 하나의 타깃 타일을 포함하는, 스퍼터링 시스템.
  5. 제 1항 내지 제 4항중 어느 한 항에 있어서, 상기 바이패스 밸브 주변에 연결되고 차동 압력 제한치 이상의 압력차를 검출할 수 있는 압력차 스위치를 더 포함하며, 상기 바이패스 밸브는 상기 압력차 스위치의 출력에 따라 동작가능하게 제어되는, 스퍼터링 시스템.
  6. 제 1항 내지 제 4항중 어느 한 항에 있어서, 상기 주 챔버 및 상기 고-진공 펌프사이의 게이트 밸브를 더 포함하는, 스퍼터링 시스템.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 고-진공 펌프는 저온 펌프인, 스퍼터링 시스템.
  8. 제 1항 내지 제 4항중 어느 한 항에 있어서, 상기 러핑 라인을 진공 펌핑하는 기계적 러핑 펌프를 더 포함하는, 스퍼터링 시스템.
  9. 제 1항 내지 제 4항중 어느 한 항에 있어서, 상기 주 챔버 및 상기 마그네트론 챔버중 하나에 연결되고, 상기 러핑 라인에 의하여 제공된 압력을 측정할 수 있는 러핑 압력 게이지;
    상기 주 챔버를 상기 고-진공 펌프에 연결하는 게이트 밸브;
    상기 주 챔버 및 상기 마그네트론 챔버중 하나에 연결된 배기 밸브를 포함하는 대기 배기 라인; 및
    상기 러핑 압력 게이지로부터 신호들을 수신하고, 상기 러핑 밸브, 상기 바 이패스 밸브 및 상기 게이트 밸브를 제어하며, 펌프 다운 절차 및 배기 절차를 실행하는 명령들을 포함하는 제어기를 더 포함하는, 스퍼터링 시스템.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 제어기는 상기 압력차 스위치로부터 신호들을 부가적으로 수신하는, 스퍼터링 시스템.
  11. 제 1항 내지 제 4항중 어느 한 항에 있어서, 상기 기판은 직사각형 패널들인, 스퍼터링 시스템.
  12. 제 1항 내지 제 4항중 어느 한 항에 있어서, 상기 기판은 원형 실리콘 웨이퍼들인, 스퍼터링 시스템.
  13. 스퍼터 코팅될 기판을 유지하는 주 챔버;
    게이트 밸브를 통해 상기 주 챔버에 연결되는 고-진공 펌프;
    상기 주 챔버에 밀봉된 스퍼터링 타깃;
    상기 주챔버 반대편의 상기 스프터링 타깃의 측면에 밀봉되고 스캔가능 마그네트론을 밀폐하는 마그네트론 챔버;
    진공 러핑 라인 및 상기 마그네트론 챔버사이에 연결된 러핑 밸브; 및
    상기 마그네트론 챔버 및 상기 주 챔버를 연결하고 바이패스 밸브를 포함하는 바이패스 도관을 포함하는, 스퍼터링 시스템.
  14. 제 13항에 있어서, 상기 바이패스 밸브 주변에 연결되고 차동 압력 제한치 이상의 압력차를 검출하는 압력차 스위치 시스템을 더 포함하는, 스퍼터링 시스템.
  15. 제 14항에 있어서, 상기 압력차 스위치 시스템은,
    상기 마그네트론 챔버에 결합된 제 1 압력 센서;
    상기 주 챔버에 결합된 제 2 압력 센서; 및
    상기 바이패스 밸브를 제어하며 상기 두개의 압력 센서들에 의하여 감지된 압력들을 비교하는 제어기를 포함하는, 스퍼터링 시스템.
  16. 제 13항 내지 제 15항중 어느 한 항에 있어서, 상기 주 챔버 및 상기 마그네트론 챔버중 하나에 결합되며 상기 러핑 라인에 의하여 제공된 압력을 측정할 수 있는 러핑 압력 게이지; 및
    상기 주 챔버 및 상기 마그네트론 챔버중 하나에 연결된 배기 밸브를 포함하는 대기 배기 라인을 더 포함하는, 스퍼터링 시스템.
  17. 제 16항에 있어서, 상기 러핑 압력 게이지로부터 신호들을 수신하여 상기 러핑 밸브, 상기 바이패스 밸브 및 상기 게이트 밸브를 제어하며, 펌프 다운 절차 및 배기 절차를 실행하는 명령들을 포함하는 제어기를 더 포함하는, 스퍼터링 시스템.
  18. 스퍼터 코팅될 기판을 유지하는 주 챔버, 상기 주 챔버에 밀봉된 스퍼터링 타깃, 상기 스퍼터링 타깃에 밀봉되고 스캐닝가능 마그네트론을 포함하는 마그네트론 챔버, 및 상기 주 챔버 및 상기 마그네트론 챔버를 연결하는 바이패스 도관을 포함하는 스퍼터 반응기를 펌핑하기 위한 방법으로서,
    상기 마그네트론 챔버를 러핑 펌핑하는 단계;
    상기 주 처리 챔버를 고-진공 펌핑하는 단계;
    기판상의 스퍼터 증착동안 상기 바이패스 도관을 폐쇄하는 단계; 및
    상기 마그네트론 챔버 및 상기 주 챔버가 미리 결정된 차동 압력 제한치를 초과할때마다 상기 바이패스 도관을 개방하는 단계를 포함하는, 스퍼터 반응기 펌핑 방법.
  19. 제 18항에 있어서, 상기 마그네트론 챔버로부터 상기 바이패스 도관을 통해 상기 주 챔버를 러핑 펌핑하는 단계를 포함하는 펌프 다운 절차를 더 포함하는, 스퍼터 반응기 펌핑 방법.
  20. 제 18항 또는 제 19항에 있어서, 상기 스퍼터 반응기는 상기 주 챔버 및 상기 마그네트론 챔버중 하나에 연결된 단일 대기 배기 및 상기 대기 배기를 제어하는 배기 밸브를 포함하며,
    상기 스퍼터 반응기 펌핑 방법은 상기 바이패스 밸브 및 상기 배기 밸브를 조정 개방하는 단계를 포함하는 대기 절차를 더 포함하는, 스퍼터 반응기 펌핑 방 법.
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