KR20110021461A - 물리기상증착 장치 - Google Patents

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KR20110021461A
KR20110021461A KR1020090079274A KR20090079274A KR20110021461A KR 20110021461 A KR20110021461 A KR 20110021461A KR 1020090079274 A KR1020090079274 A KR 1020090079274A KR 20090079274 A KR20090079274 A KR 20090079274A KR 20110021461 A KR20110021461 A KR 20110021461A
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이문영
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(주)바텍이우홀딩스
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Abstract

본 발명에 물리기상증착 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 다양한 크기의 증착대상물을 용이하게 교체시킬 수 있는 물리기상증착 장치에 관한 것이다.
본 발명의 물리기상증착 장치는 다양한 크기의 증착대상물을 용이하게 교체시킬 수 있어, 이를 통해 생산 효율성을 향상시킬 수 있다.
PVD, 물리기상증착장치

Description

물리기상증착 장치{APPARATUS FOR PHYSICAL VAPOR DEPOSITION}
본 발명에 물리기상증착 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 다양한 크기의 증착대상물을 용이하게 교체시킬 수 있는 물리기상증착 장치에 관한 것이다.
현대의 반도체 소자 제조의 주요 단계 중 하나는 반도체 기판 위에 유전층 및 금속층을 포함한 여러 가지 층을 형성하는 것이다. 잘 알려진 바와 같이, 이들 층은 화학기상증착(CVD : Chemical Vapor Deposition) 장치에 의한 화학기상증착 방법 또는 물리기상증착(PVD : Physical Vapor Deposition) 장치에 의한 물리기상증착 방법에 의하여 증착될 수 있다.
상기 물리기상증착(PVD) 방법 중 하나로 스퍼터링(Sputtering) 방식이 가장 많이 사용되고 있다.
스퍼터링 공정은 일반적으로 반도체 기판 표면에 금속배선을 하기 위해서 소정 두께의 금속막을 물리기상 증착법을 이용하여 물리적으로 기화시킨 후 반도체 기판 표면에 금속 박막을 형성하는 방식이다.
이때, 주로 원재료로서는 금속타겟을 사용하며, 불활성기체를 이온화시켜 플라즈마화된 입자를 소정의 전위차를 주어 가속시켜 금속타겟 표면에 충돌시킴으로 써, 금속타겟의 표면에 있던 금속원자들이 그 충돌 에너지에 의해서 튀어나와 반도체 기판과 같은 증착대상물에 증착되어 금속박막을 형성하는 방식이다.
그러나, 종래의 물리기상증착 장치를 이용한 물리기상증착 방법은 챔버 내에 기판과 같은 증착대상물 장착시, 챔버와 증착대상물을 부착시키는 지그가 일체형으로 이루어져 있어 챔버에서 최초 설정된 증착대상물의 크기 보다 큰 크기를 갖는 증착대상물에 대한 증착 공정을 수행할 경우, 동일한 증착 조건이 설정된 챔버에서는 증착 공정을 수행할 수가 없다.
즉, 동일한 증착 조건의 챔버로 소망하는 다양한 크기의 증착대상물을 교체 및 부착할 수가 없어, 그 결과, 생산 효율성이 저하되게 된다.
본 발명자는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 연구 노력한 결과 물리기상증착 방식을 이용한 증착대상물의 증착시, 다양한 크기의 증착대상물을 용이하게 교체시켜 증착할 수 있는 물리기상증착 장치를 개발하게 되어 본 발명을 완성하게 되었다.
따라서, 본 발명의 목적은 다양한 크기의 증착대상물을 용이하게 교체시킬 수 있는 물리기상증착 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 상기와 같이 다양한 크기의 증착대상물을 용이하게 교체시켜 생산 효율성을 향상시킬 수 있는 물리기상증착 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 내부 일측에 소스 공급부가 설치된 챔버; 상기 소스 공급부와 대응하는 타측에 설치된 제1구동축; 및 상기 제1구동축에 탈 부착가능하도록 설치되며, 지그와 증착대상물을 구비한 증착부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 물리기상증착 장치를 제공한다.
바람직한 실시예에서, 상기 제1구동축은 제1회전 수단, 제1기울기 조절 수단 및 제1높이 조절 수단 중에서 어느 하나 이상을 포함한다.
바람직한 실시예에서, 상기 증착부는, 상기 제1구동축과 연결되며, 회전가능한 구동부; 상기 구동부와 연결되는 다수 개의 제2구동축; 및 상기 각 제2구동축과 연결되며, 일면에 증착대상물이 부착되는 다수 개의 지그;를 포함한다.
바람직한 실시예에서, 상기 제2구동축은 제2회전 수단, 제2기울기 조절 수단 및 제2높이 조절 수단 중에서 어느 하나 이상을 포함한다.
바람직한 실시예에서, 상기 구동부와 상기 다수 개의 지그는 각각 서로 동일하거나 또는 서로 상이한 방향으로 회전되는 것을 특징으로 한다.
바람직한 실시예에서, 상기 구동부와 상기 다수 개의 지그는 각각 서로 동일하거나 또는 서로 상이한 속도로 회전되는 것을 특징으로 한다.
바람직한 실시예에서, 상기 다수 개의 지그는 각각 서로 상이한 크기를 갖는 것을 특징으로 한다.
바람직한 실시예에서, 상기 다수 개의 지그는 각각 서로 동일하거나 또는 서로 상이한 방향으로 회전되는 것을 특징으로 한다.
바람직한 실시예에서, 상기 다수 개의 지그는 각각 서로 동일하거나 또는 서 로 상이한 속도로 회전되는 것을 특징으로 한다.
바람직한 실시예에서, 상기 다수 개의 지그는 각각 서로 동일하거나 또는 상이한 기울기를 갖는 것을 특징으로 한다.
바람직한 실시예에서, 상기 다수 개의 지그는 각각 서로 동일하거나 또는 서로 상이한 높이를 갖는 것을 특징으로 한다.
바람직한 실시예에서, 상기 챔버 내부에 외부와 연결되도록 설치되며, 상기 챔버 내부를 진공 배기할 수 있는 다수 개의 진공 펌프를 포함한다.
바람직한 실시예에서, 상기 진공 펌프는 저 진공 펌프 및 고 진공 펌프를 포함한다.
본 발명의 물리기상증착 장치는 탈 부착 가능한 증착부가 설치됨으로써, 이를 통해 소망하는 다양한 크기의 증착대상물을 용이하게 교체시킬 수 있고, 그래서 생산 효율성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 물리기상증착 장치는 다수 개의 진공 펌프가 설치됨으로써, 이를 통해 진공 배기시간을 단축시킬 수 있으므로 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있는데 이 경우에는 단순한 용어의 명칭이 아닌 발명의 상세한 설명 부분에 기재되거나 사용된 의미를 고려하여 그 의미가 파악되어야 할 것이다.
이하, 첨부된 도면 및 바람직한 실시예들을 참조하여 본 발명의 기술적 구성을 상세하게 설명한다.
그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 물리기상증착 장치를 도시한 정면도이며, 도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 실시예에 따른 물리기상증착 장치의 증착부를 설명하기 위해 도시한 정면도이고, 도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 물리기상증착 장치의 증착부를 설명하기 위해 도시한 정면도이다.
또한, 도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 물리기상증착 장치의 증착부를 설명하기 위해 도시한 정면도이며, 도 5 및 도 6은 본 발명의 실시예에 다른 물리기상증착 장치를 설명하기 위해 도시한 평면도이고, 도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 물리기상증착 장치의 증착부를 설명하기 위해 도시한 정면도이다.
우선, 도 1을 참조하여 설명하면, 본 발명의 실시예에 따른 물리기상증착 장치(100)는, 챔버(102), 제1구동축(106), 증착부(108) 및 진공펌프(109)를 포함한다.
챔버(102)는 일반적인 물리기상증착 방식의 하나인 스퍼터링 공정에 사용되는 챔버(102)를 포함할 수 있으며, 이때, 이러한 챔버(102)는 예를 들면 다각형 형 상의 구조를 포함할 수 있다.
또한, 챔버(102)는 내부 일측에 설치된 소스 공급부(104)를 포함한다. 이러한 소스 공급부(104)는 예를 들면 챔버(102)의 상측 또는 하측에 설치되어 소망하는 증착 소스(107)를 증착대상물(101)에 증착하는 역할이 수행된다.
한편, 소스 공급부(104)에서 공급되며 증착대상물(101)의 표면에 증착되는 증착 소스(107)는 예를 들면 금속 타겟을 포함한다.
제1구동축(106)은 이러한 소스 공급부(104)와 대응하는 챔버(102) 내부의 타측에 설치된다.
이러한 제1구동축(106)은 예를 들면 소스 공급부(104)가 챔버(102) 내부의 하측에 배치될 경우 챔버 내부(102)의 상측에 배치되며, 반면 소스 공급부(104)가 챔버(102) 내부의 상측에 배치될 경우 챔버 내부(102)의 하측에 배치된다.
또한, 제1구동축(106)은 각각 도 2a 내지 도 2c, 도 3a 내지 도 3c 및 도 4a 내지 도 4c에 도시된 바와 같이, 제1회전수단(106S), 제1기울기 조절 수단(106R) 및 제1높이 조절 수단(106H)을 포함할 수 있다.
여기서, 도 2a 내지 도 2c 및 도 5에 도시된 제1구동축(106)의 제1회전수단(106S)은 예를 들면 증착부(108)를 회전시키는 제1회전 모터(110)와, 이러한 제1회전 모터(110)에 체결되어 제1회전 모터(110)에 의해 회전되는 증착부(108)를 체결시키는 제1회전 모터 체결부(112)를 포함할 수 있다.
또한, 도 3a 내지 도 3c에 도시된 제1구동축(106)의 제1기울기 조절 수단(106R)은 예를 들면 제1구동축(106)에 체결된 증착부(108)의 기울기를 조절하는 제1기울기 조절부(140)와, 이러한 제1기울기 조절부(140)와 제1구동축(106) 간을 연결하는 제1베어링(138)을 포함할 수 있다.
그리고, 도 4a 내지 도 4c에 도시된 제1구동축(106)의 제1높이 조절 수단(106H)은 예를 들면 제1구동축(106)에 체결된 증착부(108)의 높이를 조절하는 제1실린더(142)와, 이러한 제1실린더(142)와 증착부(108) 간을 연결하는 제1실린더 체결부(144)를 포함할 수 있다.
이와 같이, 제1회전수단(106S), 제1기울기 조절 수단(106R) 및 제1높이 조절 수단(106H)을 포함하는 제1구동축(106)은, 제1회전수단(106S), 제1기울기 조절 수단(106R) 및 제1높이 조절 수단(106H)에 의해 회전, 기울기 및 높이에 따른 모든 구동이 가능하도록 설치된다.
다시, 증착부(108)는 회전부(114), 제2구동축(124) 및 증착대상물(101)이 부착되는 지그(122)를 포함한다.
이때, 이러한 회전부(114), 제2구동축(124) 및 증착대상물(101)이 부착되는 지그(122)를 포함하는 증착부(108)는, 증착부(108) 전체가 제1구동축(106)과 탈 부착 가능하도록 설치된다.
회전부(114)는 예를 들면 증착부(108)의 최 상측에 설치되며, 제1구동축(106)과 직접 연결되어 제1구동축(106)의 회전, 기울기 및 높이 구동에 의해 구동된다.
제2구동축(124)은 제1구동축(106)과 직접 연결된 회전부(114)와 체결되며, 다수 개 설치된다. 이때, 이러한 회전부(114)와 체결된 다수 개의 제2구동축(124) 은 각각 독립적으로 설치된다.
이때, 이러한 제2구동축은(124)은 각각 도 2a, 도 3a 및 도 4a와, 도 2b, 도 3b 및 도 4b 및 도 2c, 도 3c 및 도 4c에 도시된 바와 같이, 각각 상기 제2구동축(124)은 제2회전 수단(124S), 제2기울기 조절 수단(124R) 및 제2높이 조절 수단(124H)을 포함할 수 있다.
도 2a, 도 3a, 도 4a 및 도 6에 도시된 제2구동축(124)의 제2회전수단(124S)은 예를 들면 증착대상물(101)이 부착되는 지그(122)를 회전시키는 제2회전 모터(118)와, 이러한 제2회전 모터(118)와 구동부(106) 및 지그(122) 간을 각각 체결시키는 제2회전 모터 체결부(116, 120)를 포함할 수 있다.
또한, 도 2b, 도 3b 및 도 4b에 도시된 제2구동축(124)의 제2기울기 조절 수단(124R)은 예를 들면 제2구동축(124)에 체결되며, 증착대상물(101)이 부착된 각 지그(122)의 기울기를 조절하는 제2기울기 조절부(130)와, 구동부(106)의 하면에 설치된 제2기울기 체결부(126) 및 제2기울기 체결부(126)와 제2기울기 조절부(130) 간을 연결하는 제2베어링(128)을 포함할 수 있다.
그리고, 도 2c, 도 3c 및 도 4c에 도시된 제2구동축(124)의 제2높이 조절 수단(124H)은 예를 들면 증착대상물(101)이 부착되는 각 지그(122)의 높이를 조절하는 제2실린더(134)와, 이러한 제2실린더(134)와 구동부(106) 및 지그(122) 간을 연결하는 제2실린더 체결부(132, 136)를 포함할 수 있다.
이와 같이, 각각의 제2구동축(124)은 이러한 제2회전수단(124S), 제2기울기 조절 수단(124R) 및 제2높이 조절 수단(124H)으로 인해 각각 독립적인 회전, 기울 기 및 높이에 따른 모든 구동이 가능하도록 설치된다.
지그(122)는 각각의 제2구동축(124) 하측에 설치되어 제2구동축(124)의 구동에 의해 구동된다.
이때, 이러한 지그(114)는 일면에 기판과 같은 증착대상물(101)이 부착되는 홀더(Holder)의 역할로도 수행된다.
또한, 이러한 지그(122)는 전술한 증착부(108)와는 별도로, 제2구동축(124)과 독립적으로 탈 부착될 수 있도록 설치된다.
한편, 이러한 각각의 다수 개의 지그(122)와 구동부(106) 간은 각각 서로 동일하거나 또는 서로 상이한 방향으로 회전될 수 있으며, 또한, 각 다수 개의 지그(122)와 구동부(106) 간은 각각 서로 동일하거나 또는 서로 상이한 속도로 회전될 수 있다.
또한, 이러한 각각의 다수 개의 지그(122)는 각각의 제2회전수단(124S)에 의해 각각 서로 동일하거나 또는 서로 상이한 방향으로 회전될 수 있으며, 제2기울기 조절 수단(124R)에 의해 각각 서로 동일하거나 또는 상이한 기울기를 가질 수 있으며, 그리고, 제2높이 조절 수단(124H)으로 인해 각각 서로 동일하거나 또는 서로 상이한 높이를 가지도록 설치될 수 있다.
한편, 앞서 상술한 모든 증착부(108)의 지그(114)는 도 7에 도시된 바와 같이, 각각 서로 상이한 크기로 형성될 수 있으며, 따라서, 서로 상이한 크기의 증착대상물(101)이 일면에 부착될 수 있다.
진공 펌프(109)는 챔버(102) 내부에 다수 개 설치된다. 이때, 이러한 다수 개의 진공 펌프(109)는 외부와 연결되도록 설치되어, 챔버(102) 내부의 배기를 진공시키는 역할을 수행한다.
여기서, 이러한 다수 개의 진공 펌브(109)는 예를 들면 약 10-3 Torr의 저 진공 배기를 할 수 있는 드라이(Dry) 및 부스터(Booster) 저 진공 펌프와, 약 10-6 Torr의 고 진공 배기를 할 수 있는 크라이오(Cryo) 고 진공 펌프를 포함할 수 있다.
전술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 물리기상증착 장치는 챔버와 탈 부착 가능한 증착부가 설치됨으로써, 이를 통해 소망하는 다양한 크기의 증착대상물을 용이하게 교체시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 물리기상증착 장치는 챔버와 탈 부착 가능한 증착부가 설치되어, 다양한 크기의 증착대상물에 대한 증착 공정을 동시에 수행할 수 있다.
따라서, 생산 효율성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 물리기상증착 장치는 다수 개의 진공 펌프가 설치됨으로써, 이를 통해 진공 배기시간을 단축시킬 수 있으므로 생산성을 향상시킬 수 있다.
본 발명은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 물리기상증착 장치를 설명하기 위해 도시한 정면도.
도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 실시예에 따른 물리기상증착 장치의 증착부를 설명하기 위해 도시한 정면도.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 물리기상증착 장치의 증착부를 설명하기 위해 도시한 정면도.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 물리기상증착 장치의 증착부를 설명하기 위해 도시한 정면도.
도 5 및 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 물리기상증착 장치를 설명하기 위해 도시한 평면도.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 물리기상증착 장치의 증착부를 설명하기 위해 도시한 정면도.
＜ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ＞
102 : 챔버 104 : 소스공급부
106 : 제1구동축 108 : 증착부
114 : 구동부 122 : 지그

Claims (13)

  1. 내부 일측에 소스 공급부가 설치된 챔버;
    상기 소스 공급부와 대응하는 타측에 설치된 제1구동축; 및
    상기 제1구동축에 탈 부착가능하도록 설치되며, 지그와 증착대상물을 구비한 증착부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 물리기상증착 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1구동축은 제1회전 수단, 제1기울기 조절 수단 및 제1높이 조절 수단 중에서 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 물리기상증착 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 증착부는,
    상기 제1구동축과 연결되며, 회전 가능한 구동부;
    상기 구동부와 연결되는 다수 개의 제2구동축; 및
    상기 각 제2구동축과 연결되며, 일면에 증착대상물이 부착되는 다수 개의 지그;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 물리기상증착 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제2구동축은 제2회전 수단, 제2기울기 조절 수단 및 제2높이 조절 수단 중에서 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 물리기상증착 장치.
  5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 구동부와 상기 다수 개의 지그는 각각 서로 동일하거나 또는 서로 상이한 방향으로 회전되는 것을 특징으로 하는 물리기상증착 장치.
  6. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 구동부와 상기 다수 개의 지그는 각각 서로 동일하거나 또는 서로 상이한 속도로 회전되는 것을 특징으로 하는 물리기상증착 장치.
  7. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 다수 개의 지그는 각각 서로 상이한 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 물리기상증착 장치.
  8. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 다수 개의 지그는 각각 서로 동일하거나 또는 서로 상이한 방향으로 회전되는 것을 특징으로 하는 물리기상증착 장치.
  9. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 다수 개의 지그는 각각 서로 동일하거나 또는 서로 상이한 속도로 회전되는 것을 특징으로 하는 물리기상증착 장치.
  10. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 다수 개의 지그는 각각 서로 동일하거나 또는 상이한 기울기를 갖는 것을 특징으로 하는 물리기상증착 장치.
  11. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 다수 개의 지그는 각각 서로 동일하거나 또는 서로 상이한 높이를 갖는 것을 특징으로 하는 물리기상증착 장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 챔버 내부에 외부와 연결되도록 설치되며, 상기 챔버 내부를 진공 배기할 수 있는 다수 개의 진공 펌프를 포함하는 것을 특징으로 하는 물리기상증착 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 진공 펌프는 저 진공 펌프 및 고 진공 펌프를 포함하는 것을 특징으로 하는 물리기상증착 장치.
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