KR20070053167A

KR20070053167A - 진공성막장치

Info

Publication number: KR20070053167A
Application number: KR1020067026714A
Authority: KR
Inventors: 시로우 타키가와; 케이지 카토우; 노부오 요네야마
Original assignee: 신메이와 인더스트리즈,리미티드
Priority date: 2004-09-14
Filing date: 2005-09-05
Publication date: 2007-05-23
Also published as: WO2006038407A3; WO2006038407A2; US20080289957A1; TW200609368A; JP2006083408A; CN1973059A

Abstract

원통부재의 일부를 타깃으로 사용하면서, 이 원통형 부재를 이용하여 플라즈마중합기능을 부가적으로 하는 것을 의도한 진공성막장치를 제공한다. 진공성막장치(100)는 내부 공간을 갖는 도전성의 진공조(13)와, 내부 공간(10)에 복수의 부채꼴로 만곡된 만곡부재들(31, 32)을 나란하게 배치함으로써 대략 원통 형상을 이루도록 구성된 프레임체(15)와, 프레임체(15)에 둘러싸인 내부에 배치되고 프레임체(15)의 원주방향을 따라 자계를 형성하는 자계형성장치(33)를 구비하며, 만곡 부재(15, 16) 중 적어도 하나는 스퍼터링에 사용되는 타깃이고, 또 타깃을 제외한 프레임체(15)의 영역이 플라즈마중합에 사용되는 장치이다.

진공성막장치, 타깃, 진공조, 프레임체, 만곡 부재, 자계형성장치, 스퍼터링, 플라즈마중합

Description

진공성막장치{VACUUM FILM FORMING APPARATUS}

본 발명은 진공성막장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 대략 원통형의 중공 프레임체 내부에 자계형성장치를 배치한 진공성막장치에 관한 것이다.

차량용 프론트 램프(front lamp)와 리어 램프(rear lamp)에 사용되는 리플렉터(reflector)의 막으로서, 알루미늄 박사막에 헥사메틸디록시산(이하, HMDS 라고 함)에 의한 보호막(SiOx막)을 적층한 다층막이 플라스틱 기판에 형성된다.

이와 같은 다층막인 플라스틱 기판의 형성에는 종래부터 스퍼터링(sputtering) 장치에 의한 알루미늄 퇴적과, 플라즈마중합(plasma polymerization) 장치에 의한 HMDS 퇴적이 실행되고 있다. 이를 위해, 단일의 진공조(眞空槽)에 의해 스퍼터링처리와 플라즈마중합처리 모두를 실행하면, 알루미늄 반사막과 SiOx막을 연속적으로 성막이 가능해져 바람직하다.

그러나, 표준적으로 폭넓게 사용되는 평판 타깃(target) 스퍼터링장치의 개량에서는 스퍼터링과 플라즈마중합의 기능을 겸비한 성막공정의 효율화(예를 들면, 택트(tact)의 단축과 타깃의 장수명화)에는 일정한 한계가 있다. 이 때문에, 스퍼 터링장치의 타깃 구성을 예를 들면, 원통으로 만드는 것과 같은 근본적인 재검토가 리플렉터용 성막공정의 효율화의 관점에서 불가결하다고 본원 발명자 등은 판단하고 있다.

그런데, 원통 타깃에 의한 스퍼터링장치의 개발 예로서, 재료를 서로 다르게 한 복수개의 원통 타깃을 나란히 하고, 그 원통 타깃의 내부에 자석을 배치시키고, 이로써 인접하는 원통 타깃 사이에 발생하는 마그네트론 자장에 의해 원통 타깃을 스퍼터하는 스퍼터링장치가 있다(특허문헌1 참조).

또한, 회전 가능한 원통 타깃의 내부에 요동식 자석을 배치하여 이로써 원통 타깃의 외주면의 각 부분을 균등하게 스퍼터하는 것을 가능하게 한 스퍼터링장치가 있다(특허문헌2 참조).

또한, 사절판(仕切板)에 의해 분할된 진공조의 분할 공간 각각에 종류를 다르게 한 가스를 도입함으로써 원통 타깃이 회전하면서 타깃 표면이 이들 가스에 차례로 노출되고, 이로써 한쪽의 분할 공간에서는 스퍼터 생성물을 기판에 피막시키고, 다른 쪽의 분할 공간에서는 타깃 표면을 클리닝(cleaning)시키는 것을 가능하게 한 스퍼터링장치가 있다(특허문헌3 참조).

아울러, 원통 타깃을 이종조성(異種組成)으로 이루어지는 2개 영역으로 구분하고 이것을 적당한 각도로 회전시킴으로써 이러한 조성재료 각각을 임의로 포함한 합금막을 형성하는 것을 가능하게 한 스퍼터링장치가 있다(특허문헌4 참조).

특허문헌1: 특개평3-104864호 공보

특허문헌2: 특개평11-29866호 공보

특허문헌3: 특개평5-263225호 공보

특허문헌4: 특개2003-183823호 공보

그러나, 특허문헌1 내지 특허문헌4 중 어느 것에도, 원통부재의 일부를 타깃으로서 사용하면서 이 원통부재를 사용하여 플라즈마중합의 기능을 발휘하도록 하는 기술사상은 개시되어 있지 않다.

또한, 특허문헌1 내지 특허문헌4 중 어느 것도, 폭방향으로 만곡하고 또한 축방향으로 연장하는 타깃의 만곡면의 폭방향을 따르도록 자계를 형성할 때에, 그 타깃의 축단(軸端)에서의 자계 상태에 기인한 타깃 이로젼(erosion) 불균일에 대하여 적절한 대처를 이룰 수 없어, 이러한 이로젼 불균일성 과제를 주목하지 않고 있다.

또한, 특허문헌1 내지 특허문헌4 중 어느 것에도, 인접하여 배치된 1쌍의 원통부재에 내재하는 자계형성장치의 자계의 상호작용에 의해 기판에 퇴적하는 입자의 퇴적분포를 조정하는 기술을 개시하고 있지 않다.

본 발명은, 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 원통부재(정확하게는 복수개의 부채꼴(扇形)로 만곡된 만곡부재로 이루어지는 대략 원통형 부재)의 일부를 스퍼터링 타깃으로서 사용하면서 이 원통부재를 사용하여 플라즈마중합의 기능을 부가는 것을 의도한 진공성막장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은, 폭방향으로 만곡하고 또한 축방향으로 연장하는 타깃의 만곡면의 폭방향을 따르도록 자계를 형성할 때에, 그 타깃의 축단(軸端)에서의 자계 형성에 기인한 타깃 이로젼 불균일에 대한 적절하게 대처 가능한 진공성막장치를 제공하는 것도 목적으로 한다.

또한 본 발명은, 인접한 배치된 1쌍의 중공 프레임체에 내재하는 자계형성장치의 자계 상호작용에 의해 기판에 퇴적하는 입자의 퇴적분포를 조정하는 진공성막장치를 제공하는 것도 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 진공성막장치는, 내부 공간을 갖는 도전성 진공조와, 상기 내부 공간에 배치되고, 폭방향으로 만곡된 만곡면을 가지며 축방향으로 연장하는 타깃과, 상기 만곡면의 폭방향을 따르도록 자계를 상기 타깃에 형성하는 자계형성장치와, 상기 만곡면의 축방향의 중앙부분을 향하는 개구를 가지며, 상기 만곡면을 상기 개구의 단면에 대향시켜 배치된 도전성 실드(shield) 판을 구비하고 있고, 상기 타깃의 축방향 단부(端部)에 위치하는 상기 만곡면이 상기 실드판에 의해 덮여지는 장치이다. 또한 상기 실드판은 바람직하게는, 상기 타깃의 축방향 양단부(兩端部)에 위치하는 상기 만곡면을 덮는 것이다.

더욱 상세하게는, 상기 실드판이 상기 만곡면의 만곡 형상을 따라 구부러지고, 이로써 상기 타깃의 축방향 단부(端部)에 위치하는 상기 만곡면이 실드판에 의해 덮여진다.

이러한 구성에 의하면, 실드판에 의해 타깃의 축방향에 대응하는 이 타깃의 만곡면이 덮여지고, 타깃의 축단(軸端)에서의 자계 상태에 기인한 타깃 이로젼의 불균일에 대하여 적절하게 대처 가능해진다.

또한, 상기 타깃의 형상은 부채꼴로 만곡된 복수개의 만곡부재로 이루어지는 대략 원통형이어도 좋다.

그렇게 하면, 타깃의 수명을 최대한 연장시킬 수가 있다.

또한, 상기 실드판은 접지상태에 있는 상기 진공조에 접속되는 어스(earth) 실드판이어도 좋다.

이러한 구성에 의해, 방전 가스 전리에 의한 플라즈마가 어스 실드판의 개구 단면에서 소멸되어 어스 실드판 근처의 이상 방전이 적절하게 억제된다.

여기서, 상기 타깃과 상기 자계형성장치 사이에 배치된 플레이트를 구비하고, 상기 플레이트에 소정의 전력이 인가됨으로써 상기 개구로부터 돌출한 상기 타깃의 만곡면 근처에 플라즈마가 형성된다.

또한, 상기 타깃의 만곡면이 스퍼터링에 의해 균일하게 벗겨지도록 제어하여 상기 타깃의 수명을 가능한 한 늘릴 목적으로 상기 타깃이 그 축방향을 중심으로 하여 회전 가능하게 구성되어도 좋고, 상기 자계형성장치가 상기 타깃의 회전과 독립하여 상기 타깃의 상기 만곡면의 폭방향을 따라 회전 가능하게 구성되어도 좋다.

본 발명에 따른 진공성막장치는 내부 공간을 갖는 도전성 진공조와, 상기 내부 공간에 복수개의 부채꼴로 만곡된 만곡부재를 나란히 하여 배치함으로써 대략 원통형을 이루도록 구성된 프레임체와, 상기 프레임체에 둘러싸여진 내부에 배치되고 상기 프레임체의 원주방향을 따르도록 자계를 형성하는 자계형성장치를 구비하고 있고, 상기 만곡부재 중 적어도 하나는 스퍼터링에 사용하는 타깃이고 또한 상기 타깃에 상당하는 만곡부재를 제외한 상기 프레임체의 영역이 플라즈마중합에 사용되는 장치이다.

이러한 진공성막장치에 의하면, 복수개의 부채꼴로 만곡된 만곡부재로부터 이루어지는 대략 원통의 부재 중 1개의 만곡부재를, 스퍼터링 타깃으로서 사용한 스퍼터링 성막이 실행됨과 아울러 그 만곡부재를 제외한 영역을 사용하여 플라즈마중합 성막이 실행된다.

또한, 상기 타깃의 만곡면이 스퍼터링에 의해 균일하게 벗겨지도록 제어하여 상기 타깃의 수명을 가능한 한 늘릴 목적으로 상기 프레임체가 그 축방향을 중심으로 하여 회전 가능하게 구성되어도 좋고, 상기 자계형성장치가 상기 프레임체의 회전과 독립하여 상기 프레임체의 원주방향을 따라 회전 가능하게 구성되어도 좋다.

또한, 상기 프레임체의 외주면에 자계가 확실하게 형성되도록 상기 자기형성장치는 복수개의 자석과, 상기 자석을 유지하여 상기 프레임체의 내주면에 거의 평행한 부채꼴 요크(yoke)부를 구비하여 구성되어도 좋다.

여기서, 상기 프레임체와 상기 자계형성장치 사이에 배치된 원통형의 플레이트를 구비하고, 상기 플레이트에 소정의 전력이 인가됨으로써 상기 프레임체의 외주면 근처에 플라즈마가 형성된다.

본 발명에 따른 진공성막장치는, 내부 공간을 갖는 도전성 진공조와, 서로 간격을 두고 나란하도록 상기 내부 공간에 배치된 원통 형상의 제1 및 제2 중공 프레임체와, 상기 제1 중공 프레임체 및 제2 중공 프레임체 각각의 내부에 배치시키고, 상기 제1 중공 프레임체의 원주방향을 따르도록 제1 자계를 형성하는 제1 자계형성장치 및 상기 제2 중공 프레임체의 원주방향을 따르도록 제2 자계를 형성하는 제2 자계형성장치와, 상기 제1 및 제2 자계에 기초하여 상기 제1 및 제2 중공 프레임체로부터 방출된 입자를 퇴적시키는 퇴적면을 상기 내부 공간에 노출하여 배치된 기판을 구비하여 있고, 상기 제1 및 제2 자계형성장치를 상기 간격에 근접하여 상기 제1 및 제2 자계를 상호작용시킴으로써 상기 퇴적면에서의 상기 입자의 퇴적분포가 조정되는 장치이다.

이러한 진공성막장치에 의하면, 예를 들면, 가공물의 설치 불량에 의한 가공물의 퇴적면의 입자퇴적 불균일성을 상쇄하도록 자계의 상호간섭에 의한 가공물에 퇴적면에 퇴적하는 입자의 퇴적분포를 의도적으로 가변할 수 있도록 된다.

상기 제1 및 제2 중공 프레임체의 각각은 스퍼터링에 사용되고, 서로 조성을 다르게 한 제1 및 제2 타깃을 갖고 있고, 상기 제1 및 제2 자계에 기초하고, 스퍼터링에 의해 상기 제1 및 제2 타깃으로부터 방출하는 입자에 의해 상기 퇴적면에 합금막이 퇴적되도록 구성되어도 좋다.

상기 제1 중공 프레임체와 상기 제1 자계형성장치 사이에 배치된 원통 형상의 제1 플레이트와, 상기 제2 중공 프레임체와 상기 제2 자계형성장치 사이에 배치된 원통 형상의 제2 플레이트를 구비하고 있고, 상기 제1 플레이트와 상기 제2 플레이트가 서로 양극과 음극으로서 사용되도록 구성되어도 좋다.

본 발명의 상기 목적, 다른 목적, 특징 및 이점은 첨부 도면 참조 하에 이하의 바람직한 실시태양의 상세한 설명으로부터 명확하게 된다.

본 발명에 의하면, 원통부재(정확하게는 복수개의 부채꼴로 만곡된 만곡부로 이루어지는 대략 원통형 부재)의 일부를 스퍼터링 타깃으로서 사용한데다가 이 원통부재를 사용하여 플라즈마중합 기능을 부가하는 것을 의도한 진공성막장치가 얻어진다.

또한 본 발명에 의하면, 폭방향으로 만곡하고 축방향으로 연장하는 타깃의 만곡면의 폭방향을 따르도록 자계를 형성할 때에, 그 타깃의 축단(軸端)에서의 자계 상태에 기인한 타깃 이로젼 불균일에 대하여 적절하게 대처 가능한 진공성막장치도 얻어진다.

또한 본 발명에 의하면 인접하여 배치된 1쌍의 중공 프레임체에 내재하는 자계형성장치의 자계 상호작용에 의해 최적하는 입자의 퇴적분포를 조정하는 진공성막장치도 얻어진다.

도 1은 본 발명의 실시 형태에 의한 진공성막장치의 단면도로서, 진공조 내부에 배치된 원통 중공 프레임체를 둥글게 자fms 단면도이다.

도 2는 본 발명의 실시 형태에 의한 진공성막장치의 단면도로서, 그 중공 프레임체의 축방향을 따른 단면도이다.

도 3은 중공 프레임체와 어스 실드판의 배치 관계를 중공 프레임체의 중심축을 따른 방향으로 바라본 평면도이다.

도 4a는 타깃의 배면에 배치된 자석의 평면에서 본(타깃의 축방향을 따른 방향)의 배치도이고,

도 4b는 자석 자계에 기인하여 타깃 표면에 형성되는 이로젼 형상을 어스 실 드판의 개구와 함께 모식적으로 나타낸 도면이고,

도 4c는 도 4b에 도시한 C-C선을 따른 단면의 어스 실드판과 타깃의 배치관계를 모식적으로 나타낸 도면이다.

******* 부호의 설명 *******

10: 내부 공간

10a: 상측 내부 공간

10b: 하측 내부 공간

11: 용기

12: 아래 뚜껑

13: 진공조

14: 간격

15: 제1 중공 프레임체

16: 제2 중공 프레임체

17: 개구

17a: 개구 단면

18: 어스 실드판

19: 서보 모터(servo motor)

20: 타이밍 벨트(timing belt)

21: 제1 풀리(pulley)

22: 제2 풀리

23: 가공물

23a: 퇴적면

24: 인슐레이터(insulator)

25: O링(O ring)

26: 가스도입포트

27: 가스배기포트

28: MF 전원

29: 고정수단

30: 패킹 플레이트(packing plate)

31: 제1 만곡부재(스퍼터링 타깃)

32: 제2 만곡부재(플라즈마중합용 금속판)

33: 자계형성장치

34: 자석

34a: 제1 봉 형상 자석

34b: 제2 봉 형상 자석

34c: 제3 봉 형상 자석

34d: 제1 부채꼴 자석

34e: 제2 부채꼴 자석

35: 요크부

36, 37: 자계

40: 브래킷(bracket)

41: 배관

43: 냉각수

44, 47: 관통공

46: 평판축받이메탈

46a: 평판축받이메탈의 걸림턱부

48: 플랜지부

48: 플랜지부의 걸림턱부

49: 통수영역

50: 냉각수 입구

60: 이로젼

60a: 장축방향의 이로젼

60b: 단축방향의 이로젼

이하, 본 발명의 바람직한 실시 형태를 도면을 참조하면서 설명한다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태를 설명한다.

도 1 및 도 2는 모두 본 발명의 실시 형태에 의한 진공성막장치의 단면도로서, 더욱 상세하게는 도 1은 진공조 내부에 배치된 원통 중공 프레임체를 둥글게 자fms 단면도이고, 도 2는 그 중공 프레임체의 축방향을 따른 단면도이다. 또한 도 3은 중공 프레임체와 어스 실드판의 배치 관계를 중공 프레임체의 중심축을 따른 방향으로 바라본 평면도이다.

진공성막장치(100)는 주로, 소정의 가스 분위기로 유지한 내부 공간(10)을 감압 가능하게 하는 도전성 용기(11)와 아래 뚜껑(12)으로 이루어지는 진공조(13)와, 이 내부 공간(10)의 내부에 간격(14)을 두고 나란하도록 배치된 1쌍의 원통 형상의 제1 및 제2 중공 프레임체(15),(16)와, 제1 및 제2 중공 프레임체(15),(16)의 축방향 중앙부분을 향하는 개구(17)를 형성한 도전성 어스 실드판(18)(실드판)과, 제1 및 제2 중공 프레임체(15),(16)를 회전하기 위한 구동력을 발생하는 서보 모터(19)와, 이 서보 모터(19)의 구동력을 제1 및 제2 중공 프레임체(15),(16)에 전달하기 위한 타이밍 벨트(20)와, 서보 모터(19)의 축에 연결되고 타이밍 벨트(20)를 걸기 위한 제1 풀리(21)와, 제1 및 제2 중공 프레임체(15),(16)에 연결되고 타이밍 벨트(20)를 걸기 위한 1쌍의 제2 풀리(22)와, 제1 및 제2 중공 프레임체(15),(16) 각각에 내장된 자계형성장치(33)(후술함)를 이들 제1 및 제2 중공 프레임체(15),(16)의 회전과 독립하여 제1 및 제2 중공 프레임체(15),(16)의 내주면을 따라 원주방향으로 회전시키는 1쌍의 구동장치(미도시)에 의해 구성되어 있다.

도 1에서는 제1 및 제2 중공 프레임체(15),(16)가 타이밍 벨트(20)에 의해 동일 방향(양자 모두 시계방향 또는 반시계 방향)으로 회전하는 예를 나타내고 있지만, 이에 한정되지는 아니 하고, 예를 들면, 제1 중공 프레임체(15)를 시계방향으로 회전시키고, 제2 중공 프레임체(16)를 반시계방향으로 회전시키는 바와 같이 양자를 서로 다르게 회전하도록 구성하는 것도 가능하다.

또한, 제1 및 제2 중공 프레임체(15),(16)를 회전시킬 수 있으면, 후에 상세히 기술하는 바와 같이, 스퍼터링 타깃의 만곡면이 스퍼터링에 의해 균일하게 벗겨지도록 제어하여 타깃의 수명을 가능한 늘릴 수 있다.

또한 여기서, 아래 뚜껑(12)에는 예를 들면, 플라스틱을 금형에 의해 성형한 가공물(23)이 퇴적면(23a)을 내부 공간(10)으로 노출하도록 배치되어 있고, 이 가공물(23)의 퇴적면(23a)에 스퍼터 입자와 플라즈마중합반응에 의한 퇴적막이 형성된다.

또한, 상기 아래 뚜껑(12)에 환상(環狀)의 인슐레이터(24)를 개재하여 용기(11)가 배치되고, O링(25)에 의해 내부 공간(10)을 밀폐한 상태로 아래 뚜껑(12)과 인슐레이터(24)와 용기(11)가 볼트 등의 고정수단(29)에 이해 서로 접속되어 있다.

또한, 용기(11)와 아래 뚜껑(12)에 의해 둘러싸여진 내부 공간(10)을 상측 내부 공간(10a)과 하측 내부 공간(10b)으로 상하방향으로 2분할하는 도전성 어스 실드판(18)이 이상(異常) 방전을 제어하는 목적으로 배치되어 있다.

더욱 상세하게는, 어스 실드판(18)은, 도 1 및 도 3으로부터 이해되는 바와 같이, 예를 들면 평판을 부채꼴로 만곡한 도전성 제1 만곡부재(31)(제2 만곡부재(32)도 동일하고, 후술함)의 만곡면의 중앙부분에 향하는 개구(17)를 통하여 이 만곡면을 개구(17)의 단면(17a)에 대향시키도록 개구(17)로부터 하측 내부 공간(10b)을 향하여 돌출시킴과 함께, 제1 만곡부재(31)의 폭보다 좁은 개구(17)를 제1 만곡부재(31)의 만곡면에 근접시킨 형태로 배치되어 있다.

그리고, 상기 어스 실드판(18)은 접지상태의 용기(11)(진공조(13))에 접속됨과 아울러 제1 만곡부재(31)와 절연을 유지한 상태로 어스 실드판(18)의 개구(17)가 제1 만곡부재(31)의 표면에 충분히 접근하도록 배치되어 있다.

이렇게 하면, 반대로 제1 만곡부재(31)에 고전력이 인가되어도 어스 실드판(18)과 제1 만곡부재(31) 사이에서 방전은 발생하지 않게 된다. 이 때문에 방전의 가스 전리에 의해 발생하는 플라즈마가 어스 실드판(18)의 개구(17)의 단면(17a)(개구(17)의 주위)에서 소멸하여 어스 실드판(18) 근처에서의 이상 방전이 적절하게 제어된다.

이렇게 하여 도전성 패킹 플레이트(30)(후술함)를 통하여 제1 만곡부재(31)에 10KHz에서부터 350KHz 정도의 중주파(MF) 전력이 인가되면, 제1 만곡부재(31)와 진공조(13) 사이에 방전이 발생되고, 가스(예를 들면, 아르곤(Ar) 가스)의 전리작용에 의한 가스이온과 전자로 이루어지는 플라즈마가 하측 내부 공간(10b)에 적절하게 형성됨과 아울러 어스 실드판(18)에 의해 플라즈마를 하측 내부 공간(10b)에 가두어둘 수 있어, 플라즈마 형성이 적절하게 유지된다.

더욱이, 상기 어스 실드판(18)에 의해 제1 만곡부재(31)의 길이방향(축방향) 양단부의 만곡면이 덮여지고, 이로써 후에 상세히 기술하는 바와 같이, 제1 만곡부재(31)(단 이 제1 부채꼴 프레임체(31)가 스퍼터링 타깃인 경우)의 축단에서의 자계 상태에 기인한 타깃 이로젼 불균일에 대하여 적절하게 대처할 수 있다.

또한, 상측 내부 공간(10a)에서의 용기(11)의 측벽부에는 가스공급원(미도시)에 연통하는 가스도입포트(26)가 3개소 설치되고, 하측 내부 공간(10b)에서의 용기(11)의 측벽부에는 배기장치(미도시)에 연통하는 가스배기포트(27)가 1개소 설치되어 있다. 이렇게 하여 가스도입포트(26)로부터 소정의 가스가 상측 내부 공간(10a)을 향하여 도입된 후 이 가스는 어스 실드판(18)의 개구(17)의 단면(17a)과 제1 및 제2 중공 프레임체(15),(16)의 표면 사이의 간격을 통하여 하측 내부 공간(10b)으로 흘러들고, 최종적으로는 가스배기포트(27)를 통하여 용기(11)의 외부로 배기된다.

또한, 가스도입포트(26)가 상측 내부 공간(10a)에 설치되어 있기 때문에 하측 내부 공간(10b)보다도 상측 내부 공간(10a)의 압력이 높아져, 이로써 하측 내부 공간(10b)에서 생성된 스퍼터 입자가 상측 내부 공간(10a)으로 침입하기 어려워져 스퍼터 입자에 기인한 상측 내부 공간(10a)의 오염을 적절하게 억제할 수 있다.

용기(11)의 내부 공간(10)에 도입되는 가스 종류로서, 알루미늄막을 스퍼터링 성막할 때에는 아르곤(Ar) 가스가 사용되고, SiOx막을 플라즈마중합할 때에는 아르곤(Ar) 가스와 HMDS 가스로 이루어지는 혼합가스가 사용된다. 물론, TiN과 같은 기능 재료를 반응성 스퍼터에 의해 성막할 때에는 질소가스를 부가할 필요가 있다.

이하, 도 1 및 도 2를 참조하여 제1 및 제2 중공 프레임체(15),(16)의 구성을 상세하게 설명한다.

제1 및 제2 중공 프레임체(15),(16)는 모두 동일한 구성을 갖고 있고, 여기서는 제1 중공 프레임체(15)의 구성을 설명하여 제2 중공 프레임체(16)의 구성 설명을 대신한다.

도 1에 도시한 바와 같이, 제1 중공 프레임체(15)를 둥글게 자르게 한 구성은 주로 금속제(예를 들면 동제(銅製))의 원통 형상의 패킹 플레이트(30)와, 이 패킹 플레이트(30)의 외주면에 배치되고 부채꼴로 만곡된 제1 및 제2 만곡부재(31),(32)를 갖고 있다.

그리고, 이 패킹 플레이트(30)의 내부에 자계형성장치(33)가 패킹 플레이트(30)의 내주면을 따라 배치되어 있다.

패킹 플레이트(30)는 도 1에 도시한 바와 같이, 소정의 케이블을 통하여 중주파(MF) 전원(28)에 접속되고, 이로써 패킹 플레이트(30)에 플라즈마 형성용 중주파 전원이 인가된다.

또한, 이 패킹 플레이트(30)는 도 2에 도시한 바와 같이, 자계형성장치(33) 등을 냉각하는 냉각수(43)를 담아두는 수유(水留)부재로서의 역할을 겸하고 있다. 이러한 냉각수(43)의 유통에 관하여서는 후술한다.

제1 및 제2 만곡부재(31),(32)는 모두 폭방향으로 만곡되는 만곡면을 가지며, 그 축방향으로 대략 균일한 만곡면의 곡률을 갖고 연장되어 있다. 그리고, 제1 및 제2 만곡부재(31),(32)를 조합한 형태는 패킹 플레이트(30)의 외주면의 거의 전역(全域)을 덮는 것과 같은 대략 원통형 프레임체를 이루고, 제1 및 제2 만곡부재(31),(32)의 외형은 모두 원통을 그 축방향으로 거의 2분할한 형상이다. 하지만, 만곡부재의 형상은 이에 한정되지 아니 하고, 예를 들면 원통형을 4분할한 형상이어도 좋다.

제1 만곡부재(31)는 스퍼터링장치에 사용되는 타깃이어도 좋고, 예를 들면 알루미늄을 스퍼터할 때에는 제1 만곡부재(31)는 알루미늄제 타깃이다.

한편, 스퍼터링 타깃으로서의 만곡부재를 제외한 대략 원통형 프레임체의 영역을 플라즈마중합에 사용하는 것이 가능하고, 제2 만곡부재(32)는 예를 들면, 플라즈마중합 성막에 사용되는, 스퍼터되기 어려운 스테인리스 금속판 또는 세라믹판이어도 좋다.

자계형성장치(33)는 제1 및 제2 만곡부재(31),(32)의 외주면에 자계(누설자속)가 확실하게 형성되도록 복수개의 자석(34)과, 이들 자석(34)의 일측면을 밀착시켜 이들을 유지함과 아울러 패킹 플레이트(30)와 동심상(同心狀)으로 대략 원통형 프레임체의 내주면에 거의 평행하게 만곡되는 부채꼴 요크부(35)에 의해 구성되어 있다.

또한, 자계형성장치(33)도, 제1 중공 프레임체(15)(제1 만곡부재(31))와 동일하게 스퍼터링 타깃의 만곡면이 스퍼터링에 의해 균일하게 벗겨지도록 제어하여 상기 타깃의 수명을 가능한 한 늘릴 목적으로 적당한 구동장치(미도시)에 의해 제1 중공 프레임체(15)(제1 만곡부재(31))의 회전과 독립하여 제1 중공 프레임체(15)의 내주면(더욱 정확하게는 패킹 플레이트(30)의 내주면)을 따라 원주방향으로 회전 가능하게 구성되어 있다.

다만, 자계형성장치(33)의 회전범위는 하측 내부 공간(10b)에서의 플라즈마형성영역에 한정되고, 자계형성장치(33)는 도 1의 실선과 가는 2점쇄선으로 도시된 바와 같이 어스 실드판(18)의 개구(17)로부터 돌출한 제1 만곡부재(31)에 상당하는 영역을 패킹 플레이트(30)의 내주면을 따라 요동하도록 구성되어 있다.

자계형성장치(33)를 구성하는 자석(34)은 더욱 상세하게는, 도 1, 도 2 및 도 4a로부터 이해되는 바와 같이, S극측을 부채꼴 요크부(35)의 원주방향의 거의 중앙측으로, 또한 N극측을 패킹 플레이트(30) 측으로 하여, 패킹 플레이트(30)의 축방향에 평행하게 연장하도록 요크부(35)의 중앙에 설치된 제1 봉 형상 자석(34a)과, N극측을 요크부(35)의 원주방향 일단측으로, 또한 S극측을 패킹 플레이트(30) 측으로 하여 패킹 플레이트(30)의 축방향에 평행하게 연장하도록 요크부(35)의 원주방향 일단에 설치된 제2 봉 형상 자석(34b)과, N극측을 요크부(35)의 원주방향 타단측으로, 또한 S극측을 패킹 플레이트(30) 측으로 하여 패킹 플레이트(30)의 축방향에 평행하게 연장하도록 요크부(35)의 원주방향 타단에 설치된 제3 봉 형상 자석(34c)과, 제1, 제2 및 제3 봉 형상 자석(34a),(34b),(34c)의 축방향 일단을 서로 자기회로로서 연결하도록 만곡하여 연장하고, 이들의 일단에 설치된 제1 부채꼴 자석(34d)과, 제1 제2 및 제3 봉 형상 자석(34a),(34b),(34c)의 축방향 타단을 서로 서로 자기회로로서 연결하도록 만곡하여 연장하여, 이들의 타단에 설치된 제2 부채꼴 자석(34e)에 의해 구성되어 있다.

이로써, 도 1의 점선으로 도시된 바와 같이, 제1 봉 형상 자석(34a)의 N극과 제2 봉 형상 자석(34b)의 S극에 의해 제1 만곡부재(31)의 만곡면에 그 만곡면의 폭방향을 따르도록 자계(36)(제1 중공 프레임체(15)의 외주면 근처에 그 원주방향을 따른 자계(36))가 형성되고, 동일하게 제1 봉 형상 자석(34a)의 N극과 제3 봉 형상 자석(34c)의 S극에 의해 제1 만곡부재(31)의 만곡면에 그 만곡면의 폭방향을 따르도록 자계(37)(제1 중공 프레임체(15)의 외주면 근처에 그 원주방향을 따른 자 계(37))가 형성된다.

제1 중공 프레임체(15)의 축방향을 따른 구성은 도 2에 도시한 바와 같이, 용기(11)의 측벽부에 형성된 개구에 밀접하여 끼우면서 위치 결정 가능한 걸림턱부(鍔部)(46a)를 갖고, 배관(41)을 관통공(44)에 관통시킨 상태로 패킹 플레이트(30)의 축방향 단부에 당접하는 환상의 평판축받이메탈(46)과, 이 평판축받이메탈(46)과 동일하게 배관(41)을 관통공(47)에 관통시킨 상태로 평판축받이메탈(46)에 밀착시키는 걸림턱부(鍔部)(48a)를 갖는 원통 형상 플랜지부(48)와, 이 플랜지부(48)의 관통공(47)에 배치되고 배관(41)과 자계형성장치(33)를 적당한 구동장치에 의해 회전 가능하게 하는 환상의 회전 실(seal)부(49)와, 이 플랜지부(48)의 외주면에 고정되고 서보 모터(19)(도 1 참조)의 구동력을 전달하는 타이밍 벨트(20)(도 1 참조)를 둘러감음으로써 패킹 플레이트(30), 제1 및 제2 만곡부재(31),(32), 평판축받이메탈(46) 및 플랜지부(48)를 회전시키는 환상의 제2 풀리(22)(도 1 참조)를 갖고 있다.

또한, 도 2로부터 이해되는 바와 같이, 자계형성장치(33) 및 배관(41)이 회전 실부(49)를 개재하여 플랜지부(48)에 고정됨으로써 자계형성장치(33)와 배관(41)이 제1 중공 프레임체(15)의 회전과 독립하여 회전(요동)할 수 있다.

또한, 배관(41)은 자계형성장치(33)를 1쌍의 브래킷(40)을 개재하여 유지하여 패킹 플레이트(30)의 내부로부터 관통공(44) 및 관통공(47)을 관통하여 외부로 연장하도록 구성되어 있으면서 그 축방향의 상측 내부에 냉각수(43)를 흘리는 통수역(通水域)(50)을 갖도록 구성되어 있다. 즉, 패킹 플레이트(30)의 거의 전영역을 채우고 자계형성장치(33)를 냉각한 냉각수(43)는 배관(41)에 배치된 냉각수구멍(51)을 통하여 배관(41) 내부의 통수역(50)으로 흐르고, 이로써 냉각수(43)가 적절한 온도로 조정되면서 도 2의 화살표와 같이 순환된다.

더욱이, 도 2에 도시한 각 부재의 고정접촉면과 미끄럼접촉면 각각에는 적당하게 O링 등의 진공 실(seal)이 설치되어 있지만, 여기서는 상세한 도시 및 설명은 생략한다.

이하, 진공성막장치(100)에 의해 이루는 효과와 그 효과를 가져오는 동작(이유)을 설명한다.

첫 번째로, 본 실시 형태의 진공성막장치(100)에 의하면, 어스 실드판(18)에 의해 제1 만곡부재(31)(제2 만곡부재(32)도 동일함)의 축방향 양단부의 만곡면이 덮여짐으로써 이 제1 만곡부재(31)를 스퍼터링 타깃으로서 사용할 때에는(이하, 제1 만곡부재(31)를 타깃(31)으로 칭하여 설명함), 타깃(31)의 축단에서의 자계 상태에 기인한 타깃 이로젼의 불균일에 대하여 적절하게 대처 가능해진다.

이러한 효과를 발휘하는 이유에 대하여 도 4를 참조하여 상세하게 설명한다. 한편 여기서는 가스도입포트(26)로부터 하측 내부 공간(10b)에 아르곤(Ar) 가스를 도입하여 아르곤(Ar) 가스에 의한 타깃(31)의 스퍼터링을 예로 설명한다.

도 4a는 타깃의 배면에 배치된 자석의 평면에서 본(타깃의 축방향을 따른 방향)의 배치도이고, 도 4b는 자석의 자계에 기인하여 타깃 표면에 형성되는 이로젼 형상을 어스 실드판의 개구와 함께 모식적으로 나타낸 도면이고, 도 4c는 도 4b의 C-C선을 따른 부분의 어스 실드판과 타깃의 배치관계를 모식적으로 나타낸 단면도 이다.

제1, 제2, 제3 봉 형상 자석(34a),(34b),(34c)은 이미 기술한 바와 같이, 타깃(31)의 만곡면의 외측 근처에 그 만곡면의 폭방향을 따라 만곡면에 거의 평행한 자계(36),(37)(도 1 참조)를 형성시키는 자석이다.

이러한 자계(36),(37)에 의해 트랩(trap)된 전자에 의해 이 자계(36),(37)를 따라 아르곤(Ar) 가스(Ar 원자)가 전리되어 아르곤(Ar) 이온(Ar⁺)과 전자로 이루어지는 고밀도 플라즈마가 생성된다. 패킹 플레이트(30)에 부전압(負電壓)이 인가되면, 플라즈마 상태에서 플러스(plus)로 전리(또는 여기)한 아르곤(Ar) 이온이 이 패킹 플레이트(30)를 향하여 가속하여 타깃(31)의 만곡면에 충돌됨으로써 그 충돌 에너지에 기초하여 그 만곡면에 존재하는 타깃 원자(예를 들면, 알루미늄 원자)가 내쫓아진다. 그러면, 타깃(31)의 표면에 있는 타깃 원자의 방출에 의해 타깃(31)의 만곡면은 서서히 벗겨지고 그 두께방향으로 얇아진다.

그리고, 타깃(31)의 두께가 얇아진 부분이 이로젼(60)에 상당하여 보다 상세하게는, 도 4b에 도시한 말밥굽형(타원형) 이로젼(60) 중 그 장축방향의 이로젼(60a)이 자계(36),(37)에 의해 생성된다.

여기서, 이 장축방향의 이로젼(60a)의 깊이가 증가하여 타깃(31)의 두께방향으로 타깃(31)이 완전하게 벗겨지고, 장축방향의 이로젼(60a)이 타깃(31)의 하층 패킹 플레이트(30)에 도달하면, 이미 이 타깃(31)을 사용하는 것이 불가능해져 타깃(31)을 교환하는 것이 필요해진다. 이 때문에, 타깃(31)의 수명을 가능한 한 늘 릴 목적으로 제1, 제2, 제3 봉 형상 자석(34a),(34b),(34c)을 원주방향으로 요동시키거나 타깃(31) 자체를 원주방향으로 회전시켜 타깃(31)의 만곡면이 스퍼터링에 의해 균일하게 벗겨지도록 제어되어 있다.

한편, 제1 및 제2 부채꼴 자석(34d),(34e)은 제1, 제2, 제3 봉 형상 자석(34a),(34b),(34c) 사이의 자기회로를 안정화시키고 이로써 제1, 제2, 제3 봉 형상 자석(34a),(34b),(34c)의 축방향 양단에 발생하는 자장의 밸런스(balance)를 개선시키는 자석이고, 반드시 필수적인 자석은 아니다. 오히려, 부채꼴 자석을 제조하는 것이 수고이고, 자기회로의 불안정성에 기인하는 불량을 이하 설명하는 수법으로 해소할 수 있으면 상기 부채꼴 자석(34d),(34e)을 없애는 편이 바람직하다.

이상에서 설명한 상황에 있어서, 제1 및 제2 부채꼴 자석(34d),(34e) 각각이 제1, 제2, 제3 봉 형상 자석(34a),(34b)(34c)의 축방향 양단에 배치되는 경우와, 그렇지 않은 경우로 구분하여 이하 제1 및 제2 부채꼴 자석(34d),(34e)에 의한 타깃(31)의 이로젼 형성에 대한 영향을 고찰한다.

먼저, 제1 및 제2 부채꼴 자석(34d),(34e)을 배치한 경우를 기술한다.

제1 및 제2 부채꼴 자석(34d),(34e) 각각이 제1, 제2, 제3 봉 형상 자석(34a),(34b)(34c)의 축방향 양단에 배치되면, 제1 및 제2 부채꼴 자석(34d),(34e)에 의한 자계 영향에 의해 도 4b에 도시한 말발굽형(타원형) 이로젼(60) 중 그 단축방향의 이로젼(60b)이 형성된다.

이 단축방향의 이로젼(60b) 영역은 장축방향의 이로젼(60a) 영역보다도 원주방향으로 넓어지고, 이로써 제1 및 제2 부채꼴 자석(34d),(34e)을 원주방향으로 요 동시켰다고 하더라도, 또는 타깃(31)을 원주방향으로 회전시켰다고 하더라도, 단축방향의 이로젼(60b)의 깊이방향 진행도는 장축방향의 이로젼(60a)의 깊이방향 진행도보다도 빨라진다. 이 때문에, 타깃(31)의 수명이 단축방향의 이로젼(60b)의 깊이방향 진행도에 지배되고 그 결과 타깃(31)의 만곡면 전역을 균등하게 사용할 수 없고 타깃(31)의 재료가 쓸데없어지게 된다.

그런데, 도 4b 및 도 4c로부터 이해되는 바와 같이, 어스 실드판(18)의 개구(17)의 축방향 길이를 단축방향의 이로젼(60b)의 형성영역에 상당하는 타깃(31)의 축방향의 양단부분을 덮어서 가리도록 조정하면서 타깃(31)의 축방향 양단부에 위치하는 만곡면의 만곡형상을 따라 어스 실드판(18)을 머리띠 형상의 형태로 구부린다. 그렇게 하면, 타깃(31)의 축방향 양단부에 위치하는 만곡면이 어스 실드판(18)으로 적절하게 덮여지고, 단축방향의 이로젼(60b)의 형성이 억제된다.

따라서, 어스 실드판(18)은 타깃(31)의 축단에서의 자계 상태에 기인한 타깃 이로젼 불균일(급속한 이로젼 진행)을 개선하는 역할을 담당하고 있다.

다음으로, 제1 및 제2 부채꼴 자석(34d),(34e)을 배치하지 않은 경우를 기술한다.

제1 및 제2 부채꼴 자석(34d),(34e) 각각이 제1, 제2, 제3 봉 형상 자석(34a),(34b)(34c)의 축방향 양단에 배치되지 않으면, 제1, 제2, 제3 봉 형상 자석(34a),(34b)(34c)의 축방향 양단의 자기회로가 불안정해진다. 이 때문에, 제1, 제2, 제3 봉 형상 자석(34a),(34b)(34c)의 축방향 양단에서의 자계 언밸런스에 기인하여 장축방향의 이로젼(60a)의 형성이 흩어진다.

따라서, 마찬가지로, 도 4b 및 도 4c로부터 이해되는 바와 같이, 어스 실드판(18)의 개구(17)의 축방향 길이를 장축방향의 이로젼(60a)이 흩어지는 영역에 상당하는 타깃(31)의 축방향 양단부분을 덮어서 가리도록 조정하면서 타깃(31)의 축방향 양단부에 위치하는 만곡면의 만곡형상을 따라 어스 실드판(18)을 머리띠 형상의 형태로 구부린다.

따라서, 이 조건 하에서는 어스 실드판(18)은 타깃(31)의 축단에서의 자계 상태에 기인한 타깃 이로젼 불균일(이로젼 형상의 흩어짐)을 개선하는 역할을 담당하고 있다.

이렇게 하여 진공성막장치(100)의 성막공정 효율화(타깃의 장수명화)를 도모할 수 있다.

두 번째로, 본 실시 형태의 진공성막장치(100)에 의하면, 제1 및 제2 만곡부재(31),(32)로 이루어지는 대략 원통 부재 중 제1 만곡부재(31)를 스퍼터링 타깃으로서 사용한 스퍼터링 성막이 실행됨과 아울러, 제2 만곡부재(32)에 스퍼터되기 어려운 금속 또는 세라믹 재료를 사용하고 이 재료를 이용하여 플라즈마중합성막이 실행된다.

이하, 이 진공성막장치(100)의 동작에 대하여, 도 1에 도시한 제1 중공 프레임체(15) 표면의 플라즈마반응을 예로 하여 설명한다. 또한, 제2 중공 프레임체(16)에서의 플라즈마반응도 여기서 설명하는 반응과 동일하므로 그 동작의 설명은 생략한다.

또한, 여기서는 진공조(13)의 하측 내부 공간(10b)에 아르곤(Ar) 가스를 도 입하여 가공물(23)의 퇴적면(23a)에 스퍼터링에 의한 알루미늄막을 형성한 후 진공조(13)의 하측 내부 공간(1b)에 HMDS 가스를 도입하여 알루미늄막 상에 플라즈마중합에 의한 SiOx막을 적층하는 예에 대하여 설명한다. 이 때문에, 제1 만곡부재(31)로서 알루미늄 타깃이 사용되고, 제2 만곡부재(32)로서 스테인리스 금속판 또는 세라믹판이 사용된다.

우선, 제1 만곡부재(알루미늄 타깃)가 진공조(13)의 하측 내부 공간(10b)에 노출되도록 서보 모터(19)에 의해 제1 중공 프레임체(15)의 회전 위치가 위치결정된다. 이 상황에서 배기장치가 동작되고 가스배기포트(27)를 통하여 진공조(13)의 내부 공간(10)의 배기가 실행되어 진공조(13)의 내부 공간(10)이 소정의 진공상태까지 감압된다.

그리고, 가스공급원으로부터 가스도입포트(26)를 통하여 플라즈마생성용 분위기 가스로서의 아르곤(Ar)가스가 진공조(13)의 하측 내부 공간(10b)에 도입된다. 동시에 MF전원(28)이 동작되고, 이로써 패킹 플레이트(30)에 10KHz~350KHz 정도의 MF전력(28)이 인가된다. 그렇게 하면, 이미 기술한 바와 같이, 제1 만곡부재(31)(알루미늄 타깃)의 표면에 있는 알루미늄 원자가 가공물(23)의 퇴적면(23a)을 퇴적하는 입자로서 스퍼터링작용에 의해 내쫓기고, 이로써 가공물(23)의 퇴적면(23a)에 알루미늄막이 형성된다.

이어서, 제1 중공 프레임체(13)가 서보 모터(19)에 의해 약 180도 회전되고, 이로써 제2 만곡부재(32)(예를 들면 스테인리스 금속판)가 진공조(13)의 하측 내부 공간(10b)에 노출된다. 그리고, 상기 플라즈마상태를 유지하면서 가스공급원으로부 터 가스도입포트(26)를 통하여 플라즈마중합 원료가스로서 HMDS가스가 진공조(13)의 하측 내부 공간(10b)에 도입된다. 그렇게 하면, HMDS의 모노머(monomer) 입자가 래디컬(radical) 중합반응을 거쳐 HMDS의 폴리머(polymer)가 된다. 이렇게 하여 래디컬 중합에 의해 폴리머로 된 HMDS는 가공물(23)의 알루미늄막 상에 퇴적함으로써 그 퇴적면(23a)에 SiOx막이 형성된다. 이 때, 래디컬 중합반응으로서 O₂, O₃, N₂O 등의 가스를 투입함으로써 SiO에서부터 SiO₂ 범위 내의 SiOx의 X값을 변화시킬 수 있다.

또한, 제1 중공 프레임체(15)와 그 내부에 있는 자계형성장치(33) 사이에 배치된 패킹 플레이트(30)와 제2 중공 프레임체(16)와 그 내부에 있는 자계형성장치(33) 사이에 배치된 패킹 플레이트(30)를 쌍으로 하여 서로 양극과 음극으로서 사용되는 듀얼마그네트론(dual megnetron) 구동이 실행되고 있다.

이렇게 하여 진공성막장치(100)에 의해 가공물(23)의 퇴적면(23a)에 스퍼터링의 알루미늄막과 플라즈마중합의 SiOx막이 연속 형성된다.

이로써 알루미늄막과 SiOx막의 교체를 신속히 행할 수 있어서 진공성막장치(100)의 성막공정 효율화(택트 단축)를 도포할 수 있다.

세 번째로, 본 실시 형태의 진공성막장치(100)에 의하면, 인접하여 배치된 1쌍의 제1 및 제2 중공 프레임체(15),(16)에 내재하는 자계형성장치(33)의 자계 상호작용에 의해 가공물(23)의 퇴적면(23a)에 퇴적하는 입자의 퇴적분포를 조정하는 것이 가능해진다.

예를 들면, 자계형성장치(33)의 자계 상호간섭의 일 예로서 제1 및 제2 중공 프레임체(15),(16) 각각에 내재하는 자계형성장치(33)가 도 1의 가는 2점쇄선으로 도시한 바와 같이 간격(14)에 근접하도록 회전하면, 양측의 제3 봉 형상 자석(34c)이 근접하는 것에 기인하여 상호 자계(37)의 자속분포에 영향을 줄 수가 있다. 그렇게 하면, 예를 들어 가공물(23)의 설치 불량에 의한 가공물(23)의 퇴적면(23a)으로의 입자 퇴적 불균일성을 상쇄하도록 자계(37)의 상호간섭에 의해 가공물(23)에 퇴적면(23a)에 퇴적하는 입자의 퇴적분포를 의도적으로 가변할 수 있게 된다.

[변형예 1]

가공물(23)의 일예는 플라스틱을 금형에 의해 성형한 기판이다. 이러한 금형성형에 의한 플라스틱 기판의 표면에 진공성막장치(100)에 의해 소정의 막을 형성할 경우에는 플라스틱 기판을 설치한 금형 자체를 도 1에 도시한 아래 뚜껑(12)으로서 사용하는 것도 가능하다.

단, 플라스틱 기판으로의 성막마다 플라스틱 기판의 성형 택트에 맞추어 진공성막장치(100)의 내부 공간(10)이 대기(大氣)에 개방된다. 이 때문에, 성형 택트에 매칭(matching) 가능한 수준으로 진공성막장치(100)의 내부 공간(10)을 빠르게 감압시키는 것이 아주 중요하고, 예를 들면, 진공성막장치(100)의 내부 공간(10)을 조인(粗引) 펌프에 의해 조인(粗引)시킬 때에는 내부 공간(10)에 아르곤(Ar) 가스를 도입함으로써 내부 공간(10)에 함유하는 수분을 신속하게 제거하는 것이 바람직하다. 또한, 배기계에 설치한 초저온 냉각수장치에 의해 수분을 흡착시키는 것도 효과적이다.

[변형예 2]

여기까지 제1 만곡부재(31)와 제2 만곡부재(32)를 부채꼴(더욱 정확하게는 반원 형상의 부채꼴)로 하여 제1 만곡부재(31)를 스퍼터링 타깃으로 사용하고, 또한 제2 만곡부재를 플라즈마중합의 금속판으로 사용하는 예를 설명하였지만, 이들 부재(31),(32)의 구성은 이에 한정되지 아니 하고, 예를 들면 제1 만곡부재(31)를 원통 스퍼터 타깃으로서 사용하여도 상관없다. 이로써, 스퍼터링 타깃의 수명을 최대한 연장할 수 있다.

또한, 제1 만곡부재(31)와 제2 만곡부재(32)가 모두 부채꼴 스퍼터링 타깃이고, 이들 제1 만곡부재(31)와 제2 만곡부재(32)의 재질조성을 서로 다르게 구성하여도 좋다. 예를 들면, 제1 만곡부재(31)의 재질이 알루미늄이면, 제2 만곡부재(32)의 재질은 제1 만곡부재(31)로서 사용된 스퍼터 타깃 재질과 상이한 것, 예를 들면, 티타늄, 크롬, 동(銅) 또는 금과 같은 재질로 이루어지는 스퍼터 타깃이어도 좋다. 이렇게 하여 제1 만곡부재(31)와 제2 만곡부재(32)의 이음매 부분이 하측 내부 공간(10b)에 진입하면, 제1 만곡부재(31)와 제2 만곡부재(32)의 재료가 모두 스퍼터링됨으로써 가공물(23)의 퇴적면(23a)에 양측 재료로 이루어지는 합금막이 퇴적된다.

물론, 이와 같은 사용법이면, 제2 만곡부재(32)로서 플라즈마중합용 부재(예를 들면, 스테인리스 금속판)를 배치하는 것은 불가능하고, 진공성막장치(100)는 스퍼터링성막에 특화한 장치로서 사용된다.

[변형예 3]

또한 여기까지 제1 중공 프레임체(15)의 구성과 제2 중공 프레임체(16)의 구성이 동일함을 전제로, 제2 중공 프레임체의 구성의 설명을 적당히 할애하였지만, 제1 중공 프레임체(15)의 스퍼터링 타깃의 재질조성이 제2 중공 프레임체(16)의 그것과 상이하여도 상관없다.

예를 들면, 제1 중공 프레임체(15)의 스퍼터링 타깃의 재질로 알루미늄을 사용하는 한편, 제2 중공 프레임체(16)의 스퍼터링 타깃의 재질로 알루미늄 이외의 금속, 티타늄, 크롬, 동(銅) 또는 금을 사용하는 것도 가능하다. 그렇게 하면, 제1 중공 프레임체(15)와 제2 중공 프레임체(16)의 스퍼터링 타깃으로부터 방출하는 입자에 의해 가공물(23)의 퇴적면(23a)에 합금막이 퇴적된다.

[변형예 4]

아울러, 여기까지 자계형성장치(30)의 회전범위가 하측 내부 공간(10b)에서의 플라즈마 형성영역에 한정되는 예를 설명하였지만, 이 자계형성장치(33)가 상측 내부 공간(10a)의 영역까지 진입 가능하도록 구성하여도 상관없다.

이렇게 하면, 플라즈마중합성막에 의해 플라즈마에 노출된 만곡부재(플라즈마중합용)가 오염되어도(중합막 퇴적), 그 오염부분을 상측 내부 공간(10a)으로 회전이동시켜서 이것을 세정하는 것이 가능해진다. 즉, 만곡부재의 오염부분을 상측 내부 공간(10a)으로 회전이동시킴과 아울러 자계형성장치(33)도 동일하게 이 오염부분에 대응하도록 상측 내부 공간(10a)으로 회전이동시키고, 이 상태에서 스퍼터링 동작이 실행되면, 만곡부재에 부착한 오염물질을 스퍼터작용에 의해 벗길 수가 있다.

또한, 이 때, 박리된 물질이 상측 내부 공간(10a)의 벽면에 재부착하는 것을 방지하기 위하여, 상측 내부 공간(10a)의 적합한 지점에 방착판을 배치하는 것이 바람직하다.

또한, 이상과 같은 세정조작을 하는 것이 가능한 장치이면, 만곡부재 전체를 원통 타깃으로서 구성한 경우이어도 타깃을 적당하게 세정 가능하고, 이로써 원통 타깃을 플라즈마중합 성막 때의 전극으로서 사용하는 것도 가능해진다.

상기 설명으로부터 당 업자에게는 본 발명의 많은 개량과 다른 실시 형태가 명확하다. 따라서, 상기 설명은 예사로서만 해석되어야만 하고, 본 발명을 실행하는 가장 좋은 태양을 당 업자에게 교시(敎示)할 목적으로 제공되는 것이다. 본 발명의 정신을 이탈하지 않고 그 구조 및/또는 기능의 상세(詳細)를 실질적으로 변경할 수 있다.

본 발명에 의한 진공성막장치는 예를 들면, 차량용 프론트 램프와 리어 램프의 리플렉터의 다층막을 형성하는 장치로서 유용하다.

Claims

내부 공간을 갖는 도전성 진공조와,

상기 내부 공간에 배치되고, 폭방향으로 만곡된 만곡면을 가지며 축방향으로 연장하는 타깃과,

상기 만곡면의 폭방향을 따르도록 자계를 상기 타깃에 형성하는 자계형성장치와,

상기 만곡면의 축방향의 중앙부분을 향하는 개구를 가지며, 상기 만곡면이 상기 개구의 단면에 대향하도록 배치된 도전성 실드판을 구비하고,

상기 타깃의 축방향 단부에 위치하는 상기 만곡면이 상기 실드판에 의해 덮이는 것을 특징으로 하는 진공성막장치.
제1항에 있어서, 상기 실드판이 상기 타깃의 축방향 양단부에 위치하는 상기 만곡면을 덮는 것을 특징으로 하는 진공성막장치.
제1항에 있어서, 상기 실드판이 상기 만곡면의 만곡 형상을 따라 구부러져 있는 것을 특징으로 하는 진공성막장치.
제1항에 있어서, 상기 타깃의 형상은 부채꼴로 만곡된 복수개의 만곡부재로 이루어지는 대략 원통형인 것을 특징으로 하는 진공성막장치.
제1항에 있어서, 상기 실드판은 접지상태에 있는 상기 진공조에 접속되는 어스 실드판인 것을 특징으로 하는 진공성막장치.
제1항에 있어서,

상기 타깃과 상기 자계형성장치 사이에 배치된 플레이트를 구비하고, 상기 플레이트에 소정의 전력이 인가됨으로써 상기 개구로부터 돌출한 상기 타깃의 만곡면 근처에 플라즈마가 형성되는 것을 특징으로 하는 진공성막장치.
제1항에 있어서, 상기 타깃은 그의 축방향을 중심으로 하여 회전 가능하게 구성되는 것을 특징으로 하는 진공성막장치.
제7항에 있어서, 상기 자계형성장치는 상기 타깃의 회전과 독립하여 상기 타 깃의 상기 만곡면의 폭방향을 따라 회전 가능하게 구성되는 것을 특징으로 하는 진공성막장치.
내부 공간을 갖는 도전성 진공조와,

상기 내부 공간에 복수개의 부채꼴로 만곡된 만곡부재를 나란히 하여 배치함으로써 대략 원통형을 이루도록 구성된 프레임체와,

상기 프레임체에 둘러싸여진 내부에 배치되고, 상기 프레임체의 원주방향을 따르도록 자계를 형성하는 자계형성장치를 구비하고,

상기 만곡부재 중 적어도 하나는 스퍼터링에 사용하는 타깃이고, 또한 상기 타깃을 제외한 상기 프레임체의 영역이 플라즈마중합에 사용되는 것을 특징으로 하는 진공성막장치.
제9항에 있어서, 상기 프레임체는 그의 축방향을 중심으로 하여 회전 가능하게 구성되는 것을 특징으로 하는 진공성막장치.
제10항에 있어서, 상기 자계형성장치는 상기 프레임체의 회전과 독립하여 상기 프레임체의 원주방향을 따라 회전 가능하게 구성되는 것을 특징으로 하는 진공 성막장치.
제9항에 있어서, 상기 자계형성장치는 복수개의 자석과, 상기 자석을 유지시키며 상기 프레임체의 내주면에 거의 평행한 부채꼴 요크(yoke)부를 구비한 것을 특징으로 하는 진공성막장치.
제9항에 있어서,

상기 프레임체와 상기 자계형성장치 사이에 배치된 원통형 프레임을 구비하고, 상기 플레이트에 소정의 전력이 인가됨으로써 상기 프레임체의 외주면 근처에 플라즈마가 형성되는 것을 특징으로 하는 진공성막장치.
내부 공간을 갖는 도전성의 진공조와,

서로 간격을 두고 나란하도록 상기 내부 공간에 배치된 원통 형상의 제1 및 제2 중공 프레임체와,

상기 제1 중공 프레임체 및 제2 중공 프레임체 각각의 내부에 배치되어, 상기 제1 중공 프레임체의 원주방향을 따르도록 제1 자계를 형성하는 제1 자계형성장치 및 상기 제2 중공 프레임체의 원주방향을 따르도록 제2 자계를 형성하는 제2 자 계형성장치와,

상기 제1 및 제2 자계에 기초하여 상기 제1 및 제2 중공 프레임체로부터 방출된 입자를 퇴적시키는 퇴적면을 상기 내부 공간에 노출하여 배치된 기판을 구비하고,

상기 제1 및 제2 자계형성장치를 상기 간격에 근접하여 상기 제1 및 제2 자계를 상호작용시킴으로써 상기 퇴적면에서의 상기 입자의 퇴적분포가 조정되는 것을 특징으로 하는 진공성막장치.
제14항에 있어서,

상기 제1 및 제2 중공 프레임체 각각은, 스퍼터링에 사용되고 서로 조성을 다르게 한 제1 및 제2 타깃을 갖고 있고,

상기 제1 및 제2 자계에 기초하여, 스퍼터링에 의해 상기 제1 및 제2 타깃으로부터 방출되는 입자에 의해 상기 퇴적면에 합금막이 퇴적되는 것을 특징으로 하는 진공성막장치.
제14항에 있어서,

상기 제1 중공 프레임체와 상기 제1 자계형성장치 사이에 배치된 원통 형상의 제1 플레이트와,

상기 제2 중공 프레임체와 상기 제2 자계형성장치 사이에 배치된 원통 형상의 제2 플레이트를 구비하고,

상기 제1 플레이트와 상기 제2 플레이트가 서로 양극과 음극으로서 사용되는 것을 특징으로 하는 진공성막장치.