KR20070097795A - 경사 박막 증착용 스퍼터링 장비 - Google Patents

경사 박막 증착용 스퍼터링 장비

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KR20070097795A
KR20070097795A KR1020060028510A KR20060028510A KR20070097795A KR 20070097795 A KR20070097795 A KR 20070097795A KR 1020060028510 A KR1020060028510 A KR 1020060028510A KR 20060028510 A KR20060028510 A KR 20060028510A KR 20070097795 A KR20070097795 A KR 20070097795A
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sputtering
slit
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김상훈
이기동
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 발명은 경사 박막 증착 스퍼터링(Sputtering) 장비에 관한 것으로서, 본 발명의 경사 박막 증착 스퍼터링 장비는, 상대적으로 낮은 온도에서 공정을 수행하는 스퍼터링 방식을 이용함으로써, 종래의 증착(Evaporation) 방식에 비해 열 발생률을 저하시킬 수 있고, 스퍼터링된 입자의 직진성을 향상시키기 위한 콜리메이터(Collimator)를 사용함으로써, 박막을 보다 균일하게 증착시킬 수 있으며, 경사진 롤 스테이지(Roll Stage)를 사용함으로써, 웨이퍼 상에 박막을 경사지게 증착시킬 수 있는 장점이 있으며, 이러한 장비를 통해 박막을 대면적의 선 격자 편광자(Wire Grid Polarizer)의 측상부 영역에 경사 증착시킴으로써, 광학적 특성이 보다 향상된 선 격자 편광자를 제조할 수 있다.
금속막, 경사, 증착장비, 스퍼터링, 콜리메이터, 슬릿

Description

경사 박막 증착용 스퍼터링 장비{Sputtering Apparatus For Oblique Deposition Of Thin Film}
도 1은 일반적인 선 격자 편광자(Wire Grid Polarizer)를 개략적으로 나타내는 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 경사 박막 증착용 스퍼터링 장비의 바람직한 실시 예를 나타내는 단면도.
도 3은 본 발명의 스퍼터링 장비를 이용하여 제작한 선 격자 편광자(Wire Grid Polarizer)의 구조를 나타내는 사시도.
도 4a와 도 4b는 본 발명에 따른 경사 박막 증착용 스퍼터링 장비를 이용하여 금속 박막을 경사 증착시키는 과정을 개략적으로 설명하기 위한 단면도.
도 5a와 도 5b는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 경사 박막 증착용 스퍼터링 장비에서 사용하는 콜리메이터(Collimator)의 모습을 나타내는 도면.
<도면의 주요부분에 대한 설명>
100. 타겟(Target) 110. 콜리메이터(Collimator)
111. 관통홀 112. 냉각수 라인
120. 슬릿(Slit) 121. 개구(Open Area)
130. 롤 스테이지(Roll Stage) 131a, 131b. 롤(Roll)
132. 스테이지(Stage) 140. 진공 챔버
200a. 격자 패턴을 갖는 기판 200b. 선 격자 편광자
210. 투명 기판 220. 격자 패턴
230. 금속 박막
본 발명은 경사 박막 증착용 스퍼터링(Sputtering) 장비에 관한 것으로서, 특히, 스퍼터링(Sputtering)된 입자의 직진성을 향상시키는 콜리메이터와 웨이퍼를 이송시키며 증착시키는 롤 스테이지를 통해 대면적의 선 격자 편광자(Wire Grid Polarizer)에 보다 균일하게 금속 박막을 경사 증착시킬 수 있는 스퍼터링 장비에 관한 것이다.
일반적으로, 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display, LCD)는 두 개의 편광판 사이에 위치하는 액정 패널에서 각 픽셀(pixel)에 전기 신호를 인가하여 액정의 배열을 변경시킴으로써 빛을 투과시키거나 차단하는 소자이다.
이때, 액정 디스플레이의 광 이용 효율과 휘도를 증대시키기 위한 전면에 사 용하는 편광자로써, 도 1에 도시한 바와 같은 선 격자 편광자(Wire Grid Polarizer)를 사용한다.
여기서, 선 격자 편광자(Wire Grid Polarizer)의 '선'이란, 엄밀하게 말하자면 '금속으로 이루어진 선'을 의미한다.
구체적으로, 선 격자 편광자란, 도 1에 도시된 바와 같이, 투명 기판(10) 상부에 금속 격자(11)들을 선 형상으로 일정한 주기를 가지고 평행하게 배열시켜 놓은 것을 말한다.
이러한 선 격자 편광자를 사용하면, 상기 금속 격자(11)들의 주기가 입사되는 전자기파의 반 파장보다 짧을 경우, 선 격자 편광자에 입사하는 빛 중 상기 금속 격자(11)들과 평행한 편광을 가지는 S 편광의 빛은 반사되고, 상기 금속 격자(11)들에 수직한 편광을 가지는 P 편광의 빛은 투과한다.
한편, 선 격자 편광자의 성능은 편광 소멸비(polarization extinction ratio)와 투과율로써 나타낼 수 있는데, 편광 소멸비는 S 편광의 빛이 입사할 경우에 입사되는 S 파(Si)와 투과되는 S 파(St)의 광 출력(optical power)비를 나타내고, 투과율은 P 편광의 빛이 입사할 경우에 투과되는 P 파(Pt)와 입사되는 P 파(Pi)의 광 출력비를 나타낸다.
다시 말해서, 상기 편광 소멸비와 투과율이 높을수록 선 격자 편광자는 상기 금속 격자(11)들에 평행한 편광을 가지는 S 편광의 빛은 더 잘 반사하고, 상기 금속 격자(11)들에 수직한 편광을 가지는 P 편광의 빛은 더 잘 투과시키게 된다.
그러므로, 이와 같은 선 격자 편광자가 높은 편광 소멸비와 투과율을 가지기 위해서는, 상기 금속 격자(11)들의 주기가 입사하는 광의 파장에 비해 상당히 짧아야 한다.
그러나, 상기 금속 격자(11)들은 보통, 노광 및 현상 공정과 같은 식각 공정을 이용하여 제작하기 때문에, 패턴 제조 장비와 노광 기술의 미세화의 한계로 인하여 짧은 주기를 갖도록 만드는 데 한계가 있었다.
이와 같은 문제를 해결하기 위해서, 고분자(Polymer)를 이용하여 제작된 미세 격자 패턴의 일 측 상부에 금속 박막을 경사 증착시키는 방법으로 격자 주기를 줄인 선 격자 편광자를 제작하게 되었다.
한편, 상기한 바와 같이 경사 증착시키는 종래의 금속 박막은, 통상적으로 전자 빔 증착(E-Beam Evaporation) 방법 또는 열 증착(Thermal Evaporation) 방법을 이용한 장비를 이용하여 경사 증착시킨 것이다.
그러나, 상기 전자 빔 증착 방법을 이용하는 경우에는 금속 소스(Source)를 로딩하는 도가니(Crucible)의 취성이 약해져 도가니가 쉽게 파손되고, 상기 열 증착 방법을 이용하는 경우에는 금속 소스(Source)를 로딩하는 도가니(Crucible)에 고온의 열을 가하는 방법을 이용하여 기판에 금속 박막을 증착시키는데, 이때, 금속 박막의 높은 온도로 인해 기판이 손상되는 문제점이 있다.
또한, 상기 두 가지 방법 모두 대면적의 기판상에 증착시 균일도가 매우 떨어진다는 단점도 있다.
이와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해서, 본 발명은, 상대적으로 낮은 온도에서 공정을 수행하는 스퍼터링(Sputtering) 방식을 이용함으로써, 종래의 증착(Evaporation) 방식에 비해 열 발생률이 낮으며, 스퍼터링된 입자의 직진성을 향상시켜 박막의 균일도를 높이기 위한 콜리메이터(Collimator)와 슬릿(Slit)을 사용함으로써, 웨이퍼 상에 박막을 보다 균일하게 증착시킬 수 있는 스퍼터링(Sputtering) 장비를 제공하는 것이 목적이다.
또한, 본 발명에 따른 경사 박막 증착 스퍼터링 장비의 다른 목적은, 경사진 롤 스테이지(Roll Stage)를 사용함으로써, 패턴의 일 측 상부에만 박막을 경사지게 증착시킬 수 있으며, 20인치 이상의 대면적 웨이퍼의 제작시에도 적용시킬 수 있는 스퍼터링 장비를 제공하는 것이다.
본 발명의 경사 박막 증착용 스퍼터링 장비의 바람직한 실시 예에 따르면, 타겟의 하부에 위치하며, 수개의 관통홀을 갖고 있는 콜리메이터(Collimator); 콜리메이터 하부에 위치하며, 선택적인 영역에 박막을 증착시키기 위한 개구(Open Area)를 갖는 슬릿(Slit) 및; 슬릿 하부에 위치하고, 증착하고자 하는 웨이퍼(Wafer)를 일정 각도 경사지도록 지지하며, 일정 궤도로 회전 이송이 가능한 롤 스테이지(Roll Stage);를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.
이때, 본 발명의 경사 박막 증착용 스퍼터링 장비의 바람직한 실시 예에 따르면, 상기 타겟(Target)은, Al, Ag, Au, Cr 중 어느 하나의 금속으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
그리고, 본 발명의 경사 박막 증착용 스퍼터링 장비의 바람직한 실시 예에 따르면, 상기 콜리메이터의 관통홀들 각각은, 단면이 육각형 형상인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 경사 박막 증착용 스퍼터링 장비의 바람직한 실시 예에 따르면, 상기 콜리메이터는, 열 발생을 감소시키기 위해서 관통홀과 관통홀 사이에 냉각수 라인이 배선된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 경사 박막 증착용 스퍼터링 장비의 바람직한 실시 예에 따르면, 상기 롤 스테이지(Roll Stage)는, 수평면으로부터 40°~ 90°경사진 것을 특징으로 한다.
마지막으로, 본 발명의 경사 박막 증착용 스퍼터링 장비의 바람직한 실시 예에 따르면, 상기 롤 스테이지는, 한 쌍의 롤(Roll)을 벨트(Belt) 형태의 스테이지가 둘러싸고 있는 구조이며, 한 쌍의 롤 중 어느 하나의 롤을 동력에 의해 회전시 켜 상기 스테이지를 이동시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 스퍼터링 장비에 대한 설명에 앞서, 일반적인 스퍼터링(Sputtering)의 개념과 그를 이용한 증착 방식에 대해서 개략적으로 설명한다.
스퍼터링(Sputtering)이란, 타겟에 아르곤 등의 불활성 원소를 부딪쳐서 타겟을 이루는 물질의 분자를 쫓아낸 후 표면에 막을 부착하는 기술을 말한다.
보다 쉽게 표현하자면, 스퍼터링은 목적물 또는 타겟(Target) 표면에 막의 형태로 부착하는 기술로써, 세라믹이나 반도체 소재 등에 전자 회로를 만들기 위해 고진공 상태에서 고체를 증발시켜 박막(Thin Film)이나 후막(Thick Film)을 형성하는 경우에 사용된다.
즉, 스퍼터링(Sputtering)을 이용한 증착법은, 스퍼터링용 가스(주로 아르곤등의 불활성 가스)를 진공분위기로 이루어진 챔버(Chamber)내로 주입하여 성막하고자 하는 타겟(target) 물질과 충돌시켜 플라즈마(Plasma)를 생성시킨 후 이를 기판(Substrate)에 코팅(Coating)시키는 방법이다.
일반적으로, 스퍼터링 장치인 스퍼터(Sputter) 시스템은 타겟 쪽을 음극(Cathod)으로 하고 기판 쪽을 양극(Anode)로 한다.
상기한 음극과 양극을 통해서 전원을 인가하면 주입된 스퍼터링 가스(Ar)는 음극 쪽에서 방출된 전자와 충돌하여 여기(Exite)되어 Ar+로 되고, 이 여기된 가스는 음극인 타겟 쪽으로 끌려서 타겟과 충돌한다.
이때, 여기된 가스 하나하나는 hυ만큼의 에너지를 갖고 있으며, 충돌시 에 너지는 타겟 쪽으로 전이되며, 그 충돌 에너지가 타겟을 이루고 있는 원소의 결합력과 전자의 일함수(Work Function) 보다 커지면 플라즈마(Plasma)가 방출된다.
방출된 플라즈마는 전자의 자유행정거리만큼 부상하고, 타겟과 기판과의 거리가 자유행정거리 이하일 때 플라즈마는 성막된다.
따라서, 스퍼터링시 기판과 타겟과의 거리는 중요한 인자(Factor)가 된다.
참고로, 인가된 전원이 직류(Direct Current, DC)일 경우를 직류 스퍼터링(DC Sputtering)이라 하고, 전도체를 타겟으로 하는 스퍼터링에 주로 사용하며, 교류(Radio Frequency, RF)일 경우를 교류 스퍼터링이라고 하고, 절연체와 같은 부도체를 타겟으로 하는 스퍼터링에 주로 사용한다.
이 밖에도, 발생된 플라즈마를 영구자석에서 발생하는 자속(Flux)에 의해 집진하여 기판에 성막시키는 마그네트론 스퍼터링(Magnetron Sputtering) 방법도 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 경사 박막 증착용 스퍼터링 장비와 그를 이용하여 경사 증착된 선 격자 편광자(Wire Grid Polarizer)의 예를 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 경사 박막 증착용 스퍼터링 장비의 바람직한 실시 예를 나타내는 도면이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 경사 박막 증착용 스 퍼터링 장비는, 타겟(Target)(100), 콜리메이터(Collimator)(110), 슬릿(120), 롤 스테이지(130), 진공 챔버(140)로 이루어진다.
이때, 상기 타겟(100), 콜리메이터(110), 슬릿(120), 롤 스테이지(130)는 모두 상기 진공 챔버(140) 내부에 수용되어있다.
먼저, 상기 진공 챔버(140) 내부의 상부에는, 증착시키고자 하는 물질로 이루어진 타겟(Target)(100)이 장착되어 있다.
그리고, 상기 타겟(100)의 하부에는, 타겟(100)으로부터 스퍼터링된 입자들의 직진성과 증착되는 박막의 균일도를 높이기 위해 복수개의 관통홀을 갖고 있는 콜리메이터(Collimator)(110)가 장착되어 있다.
또한, 상기 콜리메이터(110) 하부에는, 박막의 두께와 같은 조건을 조절하기 위한 개구(Open Area)(121)를 갖는 슬릿(Slit)(120)이 장착되며, 상기 슬릿(120) 하부에는, 증착하고자 하는 웨이퍼(Wafer)를 일정 각도 경사지도록 지지하며, 일정 궤도로 회전 이송이 가능한 롤 스테이지(Roll Stage)(130)가 장착되어 있다.
보다 구체적으로, 상기 진공 챔버(140)는 내부에 아르곤(Ar)과 같은 불활성 가스가 충진되어 있다.
그리고, 도시하지는 않았으나, 상기 타겟(100)과 상기 증착하고자 하는 웨이퍼는 각각 음극(Cathode)과 양극(Anode)의 전원을 인가하여 통전되도록 구성되어진 것이 바람직하지만, 레이저를 이용한 스퍼터링 방식의 경우에는 그와 같은 구성이 필요하지 않다.
이때, 상기 타겟(Target)(100)은, Al, Ag, Au, Cr 중 어느 하나의 금속으로 이루어진다.
상기 콜리메이터(110)은 도시하지는 않았으나, 육각형의 단면 형상을 갖는 관통홀을 복수개 구비하고 있으며, 스퍼터링된 입자와 부딪힐 때 발생할 수 있는 열을 감소시키기 위해서, 관통홀과 관통홀 사이에는 냉각수 라인이 구비되어 있다.(후술하는 도 5a와 5b에 대한 설명 참조)
한편, 상기 슬릿(120)은 위치를 가변시킬 수 있으며, 상기 개구(Open Area)(121)의 크기는 1 인치 ~ 20 인치 사이로 조절 가능한 구조인 것이 바람직하다.
그리고, 상기 롤 스테이지(Roll Stage)(130)는, 수평면으로부터 경사진 각도(θ)가 0°~ 85°범위에서 조절 가능한 것이 바람직하다.
마지막으로, 상기 롤 스테이지(130)는 한 쌍의 롤(Roll)(131a, 131b)을 둘러싸고 있는 벨트(Belt) 형태의 스테이지(132)로 이루어져 있으며, 상기 한 쌍의 롤(131a, 131b) 중 어느 하나는 동력에 의해서 회전력을 발생시킬 수 있다.
그리고, 상기 스테이지(132)는 대면적의 패턴을 갖는 웨이퍼를 올려 놓을만한 폭을 가지는 것이 바람직하며, 상기 패턴은 열과 충격에 강한 고분자(Polymer) 물질을 사용하여 나노 임프린트 공정을 통하여 형성되어진 것이다.
이와 같은 스퍼터링(Sputtering) 장비를 이용한 박막 증착 방식은, 종래의 증착(Evaporation) 방식에 비해 낮은 온도(100 ℃ 이하)에서 공정이 가능하므로, 발생되는 열이 낮고, 스텝 커버리지(Step Coverage) 특성이 우수한 장점이 있지만, 증착(Evaporation) 방식에 비해 직진성이 떨어지기 때문에, 원하는 영역에만 박막을 증착시키는 경우에는 구현이 어렵다는 단점이 있다.
따라서, 이러한 단점을 극복하기 위해, 콜리메이터(Collimator)를 사용하여 스퍼터링된 입자의 직진성을 향상시키고, 개구(Open)를 갖는 슬릿(Slit)과 조합하여 증착 공정을 수행함으로써, 증착하고자 하는 웨이퍼에서 원하는 영역에 균일도를 조절하며 금속 박막을 증착시킬 수 있다.
또한, 웨이퍼 또는 기판이 놓여지게 되는 롤 스테이지(130)나 슬릿(Slit)(120)을 상호 이동하면서 증착되는 박막의 균일도를 증가시킬 수 있다.
상기와 같은 본 발명에 따른 경사 박막 증착용 스퍼터링 장비를 이용하여 금속 박막을 경사 증착시키는 경우를 예를 들어 설명하면, 임프린트 된 고분자(Polymer) 패턴을 갖는 기판 또는 웨이퍼를 롤 스테이지(130)의 스테이지(132) 상부에 장착하고, 롤 스테이지(130)의 각도를 40°이상으로 기울여 준다.
이때, 타겟(110)은 금속 물질(Al, Ag, Au, Cr etc...)로 이루어지며, 상기 롤 스테이지(130)의 경사진 각도(θ)는 진공 챔버(140)의 바닥면과 평행한 각을 0°, 바닥면과 수직한 각을 90°로 가정한다.
그리고, 스퍼터링 공정을 통해 상기 웨이퍼에 금속 박막을 증착시키는데, 이때, 슬릿(120)을 고정하고, 롤 스테이지(130)를 회전시키는 방법과, 롤 스테이지(130)를 고정하고, 슬릿(120)을 움직이는 방법, 슬릿(120)과 롤 스테이지(130) 두 가지를 동시에 움직이는 방법으로, 박막 증착 공정을 수행할 수 있다.
이와 같이 경사 증착된 박막은, 기판이 장착되는 롤 스테이지의 각도를 조절하여, 고분자 패턴의 일 측 상부에 금속 박막을 증착할 수 있고, 고분자 패턴의 하부 쪽에는 롤 스테이지 각도 및 패턴의 셰도윙(Shadowing) 효과로 인해서 도 3에 도시된 바와 같이 증착되지 않는다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 경사 박막 증착용 스퍼터링 장비를 이용하여 금속 박막이 경사 박막 증착된 선 격자 편광자(Wire Grid Polarizer)를 나타내는 도면으로써, 고분자(Polymer)로 이루어진 상호 이격된 격자 패턴들이 상부에 형성된 투명 기판을 후술하는 도 4a와 도 4b에 도시된 바와 같은 공정에 적용시켜 제작한 것이다.
도시된 바와 같이, 선 격자 편광자(200b)는, 투명 기판(210) 상부에 고분자로 이루어진 상호 이격된 격자 패턴(220)들이 형성되어져 있고, 격자 패턴(220)들 각각의 일 측 상부에 금속 박막(230)이 균일하게 증착되어져 있는 구조이다.
이와 같은 구조의 선 격자 편광자(200b)는, 노광 및 현상 공정과 같은 식각 공정을 통해 형성시키던 종래의 금속 격자 패턴에 비해서, 격자 패턴 간의 주기, 즉, 격자 패턴 상호 간의 이격된 간격을 최대 500nm 이하로 줄일 수 있기 때문에, LCD 등의 광 이용 효율 및 휘도를 향상시키는 데 효과적이다.
도 4a와 도 4b는 본 발명에 따른 경사 박막 증착용 스퍼터링 장비를 이용하여 금속 박막을 경사 증착시키는 과정을 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
우선, 도 4a에 도시된 바와 같이, 콜리메이터(110)를 통과한 직진성을 갖는 스퍼터링(Sputtering) 입자들이 상부에서 하부로 진행하게 된다.
여기서, 상기 스퍼터링 입자들은 금속으로 이루어진 타겟(Target)에서 떨어져 나온 입자를 말한다.
이어서, 상기 스퍼터링 입자들 중에 상기 콜리메이터(110) 하부에 위치하는 슬릿(120)의 개구(Open Area)(121)를 통과한 스퍼터링 입자들만이 상기 슬릿(120) 하부에 일정 각도 경사지게 설치된 롤 스테이지(Roll Stage)(130) 상부로 진행하게 된다.
한편, 상기 롤 스테이지(130)의 스테이지(132) 상부에는 격자 패턴을 갖는 기판(200a)이 고정되어 있는데, 상기 스테이지(132)는 적어도 한 쪽에 회전 구동력을 갖는 한 쌍의 롤(131a, 131b)의 회전 운동에 의해 경사 구간을 따라 움직이며, 이때, 상부에 고정된 기판(200a)도 함께 이동하게 된다.
따라서, 상기 슬릿(120)을 통과한 스퍼터링 입자들이 이동중인 상기 스테이지(132) 상부에 고정되어 있는 상기 격자 패턴을 갖는 기판(200a)의 일 측 상부와 만나며 금속 박막을 형성하게 된다.
이와 같은 과정을 통해 일 측 상부에 금속 박막이 경사 증착된 격자 패턴인 선 격자 편광자(200b)가 완성되며, 상기 롤(131a)이 반 시계 방향으로 계속 회전하면서, 도 4b에 도시된 바와 같이 앞의 도 3에서 설명한 바와 동일한 구조의 선 격자 편광자(200b)가 하부의 스테이지(132)로 이동하게 된다.
이때, 상기 선 격자 편광자(200b)는 열과 충격에 강하며, 유연성을 갖는 고 분자(Polymer) 물질로 이루어지기 때문에, 상기 롤(131a)이 위치하는 곡선 구간의 스테이지(132)에서 곡선 구간에서도 밀착된 상태로 회전할 수 있다.
참고로, 본 도면에서는 스테이지(132)가 반 시계 방향으로 회전하는 것과 같이 묘사하였으나, 반대 방향인 시계 방향으로 회전하는 경우도 충분히 고려할 수 있다.
또한, 여기서는 앞서 도 2에 도시한 스퍼터링 장비의 구성과 같은 경우의 예로써, 회전 구동력을 갖는 롤 스테이지(Roll Stage)(130)를 이용하여 격자 패턴을 갖는 기판(200a)을 이동하며 증착시키는 방법의 경우만 설명하였지만, 롤 스테이지(130)는 정지한 상태로 슬릿(120)을 이동하면서 박막을 증착시키는 방법 및 두 가지 방법을 결합하여 롤 스테이지(130)를 회전시키는 동시에 슬릿(120)도 함께 이동하며 증착시키는 방법도 가능하다.
그러나, 앞서 설명한 롤 스테이지(130)를 회전시키는 방법이 슬릿(120)을 이동하는 방법에 비해서, 스퍼터링 장비 또는 챔버(Chamber) 장치의 전체 크기를 소형화시키는데 보다 유리하다.
또한, 이와 같은 롤 스테이지(130)를 회전시키는 방법이 20 인치 이상의 대면적 웨이퍼의 경사 증착 장비에 유용하다는 장점이 있다.
도 5a와 도 5b는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 경사 박막 증착용 스퍼터링 장비에서 사용하는 콜리메이터(Collimator)의 모습을 나타내는 도면이다.
도 5a와 도 5b에 도시된 바와 같이, 콜리메이터(110)는 상부에서 하부까지 관통된 복수개의 관통홀(111)들이 형성되어져 있고, 복수개의 관통홀(111)들 각각은 육각 기둥 형태이며, 관통홀(111)들 각각의 수평 단면 형상도 육각형 형상인 것이 바람직하다.
또한, 상기 콜리메이터(110)는 열 발생을 감소시키기 위해서, 관통홀과 관통홀 사이마다 냉각수 라인(112)이 구비되어 있는 것이 바람직하다.
이상, 본 발명의 실시 예에 따른 발명의 구성을 상세히 설명하였지만, 본 발명은 반드시 이러한 실시 예로 국한되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다.
상기와 같은 본 발명의 경사 박막 증착용 스퍼터링(Sputtering) 장비에 따르면, 종래의 증착(Evaporation) 방식에 비해 상대적으로 낮은 온도에서 공정을 수행할 수 있는 스퍼터링(Sputtering) 방식을 이용함으로써, 열 발생률이 낮은 장점이 있으며, 스퍼터링된 입자의 직진성을 향상시며 박막의 균일도를 높이기 위한 콜리메이터(Collimator)와 슬릿(Slit)을 사용함으로써, 웨이퍼 상에 박막을 보다 균일하게 증착시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 경사 박막 증착 스퍼터링 장비에 따르면, 경사진 롤 스테이 지(Roll Stage)를 사용함으로써, 패턴의 일 측 상부에만 박막을 경사지게 증착시킬 수 있으며, 20인치 이상의 대면적 웨이퍼의 제작 시에도 적용시킬 수 있다는 장점이 있다.

Claims (6)

  1. 타겟의 하부에 위치하며, 복수개의 관통홀을 갖고 있는 콜리메이터(Collimator);
    상기 콜리메이터 하부에 위치하며, 선택적인 영역에 박막을 증착시키기 위한 개구(Open Area)를 갖는 슬릿(Slit) 및;
    상기 슬릿 하부에 위치하고, 증착하고자 하는 웨이퍼(Wafer)를 일정 각도 경사지도록 지지하며, 일정 궤도로 회전 이송이 가능한 롤 스테이지(Roll Stage);를 포함하여 이루어지는 경사 박막 증착용 스퍼터링(Sputtering) 장비.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 타겟(Target)은,
    Al, Ag, Au, Cr 중 어느 하나의 금속으로 이루어진 것을 특징으로 하는 경사 박막 증착용 스퍼터링 장비.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 콜리메이터의 관통홀들 각각은,
    단면이 육각형 형상인 것을 특징으로 하는 경사 박막 증착용 스퍼터링 장비.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 콜리메이터는,
    열 발생을 감소시키기 위해서 관통홀과 관통홀 사이에 냉각수 라인이 배선된 것을 특징으로 하는 경사 박막 증착용 스퍼터링 장비.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 롤 스테이지(Roll Stage)는,
    수평면으로부터 40°~ 90°경사진 것을 특징으로 하는 경사 박막 증착용 스퍼터링 장비.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 롤 스테이지는,
    한 쌍의 롤(Roll)을 벨트(Belt) 형태의 스테이지가 둘러싸고 있는 구조이며, 한 쌍의 롤 중 어느 하나의 롤을 동력에 의해 회전시켜 상기 스테이지를 이동시키는 것을 특징으로 하는 경사 박막 증착용 스퍼터링 장비.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20220094084A (ko) * 2020-12-28 2022-07-05 (주)화인솔루션 편광필터 제조방법
KR20220094085A (ko) * 2020-12-28 2022-07-05 (주)화인솔루션 편광필터 제조용 이온빔 스퍼터링 장치

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