KR20120075392A - 스퍼터링 장치 및 전자 소자의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 처리량을 낮추지 않고 짧은 시간 내에 효과적으로 박막들을 적층할 수 있는 스퍼터링 장치 및 전자 소자의 제조 방법을 제공한다. 본 발명의 실시예에 따른 스퍼터링 장치는 회전 기판 홀더, 기판 홀더에 대해 비스듬히 배치된 4 개의 타겟 홀더들, 및 타겟 홀더들과 기판 홀더 사이에 각각 제공되고 회전 축(X)에 대해서 투폴드 대칭으로 배치된 두 개의 구멍들을 구비하는 제 1 셔터 및 제 2 셔터를 포함한다. 4 개의 타겟 홀더들 중 두 개는 회전 축(X)에 대해서 투폴드 대칭으로 배치된 제 1 그룹 타겟 홀더들이고, 다른 두 개의 타겟 홀더들은 회전 축(X)에 대해서 투폴드 대칭으로 제 1 그룹 타겟 홀더들 사이에 배치된 제 2 그룹 타겟 홀더들이다.
Description
본 발명은 스퍼터링 장치 및 전자 소자를 제조하는 방법에 관한 것이다.
스퍼터링에 의해서 균일한 극박 필름(ultrathin film)을 형성하기 위해서, 필름을 형성하기 위해 회전 기판에 스퍼터링 입자들을 비스듬히 주사하는 소위 경사 스퍼터링 필름 형성 방법이 일반적으로 사용되었다. 공개된 일본특허출원 제2009-68075호는 복수의 타겟들 및 기판에 대해 복수의 개구부들을 구비하는 셔터판을 포함하는 스퍼터링 장치를 개시한다.
최근에, 차세대 비휘발성 메모리(nonvolatile memory)로서 관심을 끌고 있는 자기저항을 이용하여 만든 비휘발성 고체 메모리(magnetic random access memory, MRAM)을 제조하기 위해서, 대략 몇 나노미터의 두께를 가지는 절연 층, 금속 층 등의 적층이 요구되었다. MRAM의 저장 유닛은 절연 재료가 자성 재료들 사이에 끼워진 3층 구조를 구비하고, 정보는 자성 층의 자기 배열 상태(평행 또는 역평행 상태)에 따라서 정의될 수 있다.
종래 MRAM에서, 자성 층의 자화 방향은 기판에 평행이다. 그러나, 최근에, 계수(scaling) 및 낮은 전력 소비의 관점에서 수직 자화 방향을 구비하는 자성 층(수직 자성 필름)을 포함하는 수직형 MRAM이 제안되었다.
수직형 MRAM 내에 포함된 수직 자성 필름을 위해 TbFeCo, FePt 및 CoPt와 같은 합금 재료가 사용된다. 합금 재료를 사용하는 주 박막 준비 방법(main thin film preparing method)의 실시예들은 합금 타겟을 사용하는 스퍼터링, 금속 타겟들의 복수의 다른 형태들을 동시에 방전하는 코스퍼터링(cosputtering), 및 금속 타겟들의 복수의 다른 형태들을 사용하여 필름을 교대로 형성하는 교대 스퍼터링 및 열처리에 의해 정돈된 합금을 형성함에 따라서 필름을 형성하는 방법을 포함한다. 그러나, 형성된 필름의 평면에서 균일하게 정돈된 합금을 달성하기 위해서, 열처리 전의 구성 요소 비율, 필름 두께 분포 등을 균일하게 만드는 것이 필요하다. 그러므로, 수직형 MRAM에서 수직 자성 필름을 준비하기 위해 교대 스퍼터링이 적절한 것으로 간주된다.
수직형 MRAM의 교대 스퍼터링 기술에 따르면, 1 nm 이하의 두께를 구비하는 박막을 반복해서 적층하는 것에 의해 얻어진 적층된 필름을 효과적으로 형성하는 것이 요구된다. 공개된 일본특허출원 제2009-68075호에 개시된 것과 같이, 종래의 경사 스퍼터링 필름 형성 방법에 따르면, 기판이 회전되면서 그러한 박막이 형성될 때, 필름 형성의 시작 및 끝은 타겟을 가리기 위한 셔터를 열고/닫는 것에 의해서 제어된다. 일반적으로, 기판 상의 필름 형성 이전에 셔터가 닫힌 채로 방전(discharging)이 수행되고, 타겟의 표면 상의 불순물들이 제거된 후에, 방전이 유지되면서 셔터가 열린다. 그렇게 함으로써, 필름 형성이 시작된다. 그러므로, 타겟이 기판으로 노출되고 차단 셔터가 열리거나/닫히는 동안에도 필름 형성이 계속되어서, 그 기간 동안의 필름 형성률은 불안정하다. 기판의 충분히 큰 회전수를 구비하는 필름 형성 시간이 보장되면, 필름 형성률이 불안정한 현상은 문제가 안된다. 그러나, MRAM의 대량 생산에서, 처리량이 향상되어야 한다. 이러한 이유 때문에, 필름 형성 시간(예를 들어, 층마다 3 내지 6초)을 단축할 필요가 있지만, 그러한 짧은 시간에 기판의 전체 회전 수가 적어서, 필름 형성 시간 내에 사용되는 셔터 개폐 시간이 무시될 수 없는 결과를 가져온다. 셔터의 개구 전에 형성된 필름 및 셔터의 개구를 완료한 후에 형성된 필름이 섞이기 때문에, 평면 분포가 불리하게 불균일해진다. 또한, 그러한 문제는 더 높은 속도로 기판 홀더를 회전시키는 것에 의해서 해결될 수 있지만, 기판 홀더를 회전시키기 위한 모터의 속도는 이미 물리적 한계에 도달했다.
따라서, 본 발명은 종래 문제점을 고려하여 만들어지고, 처리량을 낮추지 않고 짧은 시간 내에 박막들을 효과적으로 적층할 수 있는 스퍼터링 장치 및 상기 스퍼터링 장치를 사용하는 전자기기의 제조 방법을 제공한다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 제 1 양태는 처리 챔버; 처리 챔버 내에 제공되고 기판의 필름 형성 표면에 수직인 회전 축 둘레로 회전가능하게 형성되며 기판을 고정하는 기판 홀더; 처리 챔버 내에 제공되고 타겟을 고정할 수 있도록 형성되며 회전 축이 타겟의 중심을 지나는 수직 선과 일치하지 않도록 제공된 타겟 홀더 그룹; 및 타겟 홀더 그룹과 기판 홀더 사이에 제공되고 회전 축 둘레로 회전할 수 있으며 회전 축에 대해서 n폴드(n-fold) 대칭으로 배치된 n 개의 구멍들을 구비하는 셔터를 포함하고, 타겟 홀더 그룹은 회전 축에 대해서 n폴드 대칭으로 배치된 n 개의 제 1 그룹 타겟 홀더들 및 회전 축에 대해서 n폴드 대칭으로 배치된 n 개의 제 2 그룹 타겟 홀더들을 포함하며, 제 2 그룹 타겟 홀더들의 각각은 제 1 그룹 타겟 홀더들 사이에 제공되고, n 개의 제 1 그룹 타겟 홀더들 각각은 n 개의 구멍들의 제 1 회전 위치에서 n 개의 구멍들 각각에 겹쳐지며, n 개의 제 2 그룹 타겟 홀더들의 각각은 n 개의 구멍들의 제 2 회전 위치에서 n 개의 구멍들의 각각에 겹쳐지는 스퍼터링 장치이다.
본 발명의 제 2 양태는 처리 챔버; 처리 챔버 내에 제공되고 기판의 필름 형성 표면에 수직인 회전 축 둘레로 회전 가능하도록 형성되며 기판을 고정하는 기판 홀더; 처리 챔버 내에 제공되고 타겟을 고정할 수 있도록 형성되며 회전 축이 타겟의 중심을 지나는 수직 선과 일치하지 않도록 제공된 타겟 홀더 그룹; 및 타겟 홀더 그룹과 기판 홀더 사이에 제공되고 회전 축 둘레로 회전할 수 있으며 회전 축에 대해서 n폴드 대칭으로 배치된 n 개의 구멍들을 구비하는 셔터를 포함하고, 타겟 홀더 그룹은 회전 축에 대해서 n폴드 대칭으로 배치된 n 개의 제 1 그룹 타겟 홀더들 및 회전 축에 대해서 n폴드 대칭으로 배치된 n 개의 제 2 그룹 타겟 홀더들을 포함하며, 제 2 그룹 타겟 홀더들의 각각은 제 1 그룹 타겟 홀더들 사이에 제공되고, n 개의 제 1 그룹 타겟 홀더들의 각각은 n 개의 구멍들의 제 1 회전 위치에서 n 개의 구멍들의 각각에 겹쳐지며, 제 2 그룹 타겟 홀더들의 각각은 n 개의 구멍들의 제 2 회전 위치에서 n 개의 구멍들의 각각에 겹쳐지는 스퍼터링 장치를 사용하는 전자 소자의 제조 방법으로서, 상기 제조 방법은: 기판 홀더의 회전을 시작하는 제 1 준비 단계; 제 1 그룹 타겟 홀더들에 제 1 전력을 공급하고 제 2 그룹 타겟 홀더들에 제 2 전력을 공급하는 제 2 준비 단계; 제 1 그룹 타겟 홀더들에 마주하도록 셔터 내의 n 개의 구멍들을 위치시키는 제 1 필름 형성 단계; 및 제 2 그룹 타겟 홀더들에 마주하도록 셔터 내의 n 개의 구멍들을 위치시키는 제 2 필름 형성단계를 포함한다.
본 발명에 따르면, 처리량을 낮추지 않고 짧은 시간 안에 효과적으로 박막을 적층할 수 있는 스퍼터링 장치 및 상기 스퍼터링 장치를 사용하는 전자 소자의 제조 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 스퍼터링 장치의 형태를 도시하는 개략적인 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 타겟 홀더들을 나타내는 평면도이다.
도 3a는 본 발명의 실시예에 따른 타겟들을 가리는 경우의 셔터들의 형태를 도시하는 도면이다.
도 3b는 본 발명의 실시예에 따른 제 1 필름 형성 단계의 셔터들의 형태를 도시하는 도면이다.
도 3c는 본 발명의 실시예에 따른 제 2 필름 형성 단계의 셔터들의 형태를 도시하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 셔터의 구멍들과 타겟 사이의 위치 관계를도시하는 개략적인 평면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 필름 형성 공정 흐름을 도시하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 제 1 필름 형성 단계 및 제 2 필름 형성 단계의 흐름을 도시하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 제 1 필름 형성 단계 및 제 2 필름 형성 단계의 흐름을 도시하는 도면이다.
도 8은 도 5의 필름 형성 공정에서 제조된 필름의 형태를 도시하는 단면도이다.
도 9는 비교 실시예로서, 비스듬한 스퍼터링 필름 형성 방법에 의해서 형성된 필름의 평면 분포를 도시하는 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 스퍼터링 필름 형성 방법에 의해 형성된 필름의 평면 분포를 도시하는 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 트리폴드(three-fold) 대칭으로 배치된 타겟 홀더들을 도시하는 평면도이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 스퍼터링 장치 내의 제어 시스템의 개략적인 형태를 나타내는 블럭도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 타겟 홀더들을 나타내는 평면도이다.
도 3a는 본 발명의 실시예에 따른 타겟들을 가리는 경우의 셔터들의 형태를 도시하는 도면이다.
도 3b는 본 발명의 실시예에 따른 제 1 필름 형성 단계의 셔터들의 형태를 도시하는 도면이다.
도 3c는 본 발명의 실시예에 따른 제 2 필름 형성 단계의 셔터들의 형태를 도시하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 셔터의 구멍들과 타겟 사이의 위치 관계를도시하는 개략적인 평면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 필름 형성 공정 흐름을 도시하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 제 1 필름 형성 단계 및 제 2 필름 형성 단계의 흐름을 도시하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 제 1 필름 형성 단계 및 제 2 필름 형성 단계의 흐름을 도시하는 도면이다.
도 8은 도 5의 필름 형성 공정에서 제조된 필름의 형태를 도시하는 단면도이다.
도 9는 비교 실시예로서, 비스듬한 스퍼터링 필름 형성 방법에 의해서 형성된 필름의 평면 분포를 도시하는 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 스퍼터링 필름 형성 방법에 의해 형성된 필름의 평면 분포를 도시하는 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 트리폴드(three-fold) 대칭으로 배치된 타겟 홀더들을 도시하는 평면도이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 스퍼터링 장치 내의 제어 시스템의 개략적인 형태를 나타내는 블럭도이다.
이하, 도면들을 참조하여, 본 발명을 실행하기 위한 실시예가 설명될 것이다.
도 1을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 스퍼터링 장치가 설명될 것이다.
스퍼터링 장치는 MRAM과 같은 전자 소자를 제조할 수 있다. 스퍼터링 장치는 처리 챔버(100), 기판의 필름 형성 표면에 수직인 회전 축 둘레로 회전할 수 있도록 처리 챔버 내에 제공되고 기판을 고정하기 위한 기판 홀더(103), 기판 홀더(103)를 회전시키기 위한 회전 구동 수단으로서의 회전 구동부(121), 및 기판의 필름 형성 표면을 포함하는 평면에 수직이면서 기판의 중심을 지나가는 수직선이 타겟의 중심을 지나가는 수직선과 일치하지 않도록 제공된 타겟 홀더들(107a 내지 107d)을 구비하는 타겟 홀더 그룹을 포함한다. 타겟 홀더들(107a 내지 107d)의 각각은 타겟을 고정할 수 있고, 금속 부재로 형성되며, 전극으로서 기능한다. 스퍼터링 장치는 각각의 타겟 홀더에 전력을 제공하기 위한 전력 공급 수단으로서 DC 전원들을 더 포함한다. 즉, DC 전원들(110a 내지 110d)는 타겟 홀더들(107a 내지 107d)에 각각 연결된다. 도 1에서는, 타겟 홀더(107a)에 전력을 공급하기 위한 DC 전원(110a) 및 타겟 홀더(107c)에 전력을 공급하기 위한 DC 전원(110c)만 도시된다.
회전 가능한 자석 유닛들(111a, 111c)이 타겟 홀더들(107a, 107c) 뒤에 각각 제공된다. 또한, 자석 유닛들(111a, 111c)과 유사한 자석 유닛들이 타겟 홀더들(107b, 107d) 뒤에 제공된다. 처리 챔버(100)는 게이트 밸브(202)를 통해 공정 가스(본 실시예에서는, 아르곤 가스와 같은 불활성 가스)를 도입하기 위한 가스 도입 수단으로서 가스 도입부(201)를 구비한다. 또한, 처리 챔버(100)는 도전 밸브(conductance valve)(117)를 경유하여 배기 펌프(118)를 구비한다.
타겟들(106a 내지 106d)은 타겟 홀더들(107a 내지 107d)에 각각 설치된다. 두 개의 셔터들, 즉, 스퍼터링 입자들에 대해서 기판(102)을 가릴 수 있는 제 1 셔터(115) 및 제 2 셔터(116)가 타겟들(106a 내지 106d) 앞에(즉, 타겟 홀더들(107a 내지 107d)과 기판 홀더(103) 사이에) 제공된다. 제 1 셔터(115) 및 제 2 셔터(116)는 셔터구동 수단으로서의 셔터 구동부(120)에 의해서 개별적으로 구동될 수 있도록 형성된다.
DC 전원들(110a 내지 110d), 셔터 구동부(120) 및 회전 구동부(121)는 거기에 전기적으로 연결된 제어 수단으로서의 제어부(130)에 의해서 제어될 수 있도록 형성된다.
도 12는 본 실시예의 스퍼터링 장치 내의 제어부(130)의 개략적인 형태를 나타내는 블럭도이다.
도 12에서, 스퍼터링 장치의 전체를 제어하기 위한 제어 수단으로서의 제어부(130)는 연산, 제어 및 판단과 같은 다양한 처리 작동들을 실행하기 위한 CPU(131), 및 상기 CPU(131)에 의해서 실행되고 이하 도 5에서 설명될 처리를 위한 제어 프로그램을 저장하기 위한 ROM(132)을 포함한다. 또한, 제어부(130)는 CPU(131)의 처리 동안의 데이터, 입력 테이터 등을 일시적으로 저장하기 위한 RAM(133)을 구비한다.
미리 결정된 명령 또는 데이터를 입력하기 위한 키보드 또는 다양한 스위치들을 포함하는 입력 작동부(134) 및 스퍼터링 장치의 입력/설정 상태들 등을 나타내기 위한 디스플레이부(135)가 제어부(130)에 연결된다. DC 전원들(110a 내지 110d), 셔터 구동부(120) 및 회전 구동부(121)는 구동 회로들(136 내지 138)을 통해 제어부(130)에 각각 연결된다.
도 2는 타겟 홀더들을 나타내는 평면도이다. 본 실시예에서, 네 개의 타겟들(106a, 106b, 106c, 106d)을 각각 고정하기 위한 타겟 홀더들(107a, 107b, 107c, 107d)이 제공된다. 타겟 홀더(107a) 및 타겟 홀더(107c)는 기판 홀더(103)의 회전 축(X)에 대해서 서로 대칭으로 배치된다. 유사하게, 타겟 홀더(107b) 및 타겟 홀더(107d)는 기판 홀더(103)의 회전 축(X)에 대해서 서로 대칭으로 배치된다. 본 실시예에서, 타겟들(106a 및 106c)의 제 1 형태(예를 들어, Fe)가 타겟 홀더(107a) 및 타겟 홀더(107c) 상에 설치된다. 이러한 타겟 홀더들(107a, 107c)은 제 1 그룹 타겟 홀더들로서 참조된다. 타겟 홀더(107b) 및 타겟 홀더(107d) 상에, 타겟들(106a, 106c)과 다른 타겟들(106b, 106d)의 제 2 형태(예를 들어, Pt)가 설치된다. 이러한 타겟 홀더들(107b, 107d)은 제 2 그룹 타겟 홀더들로서 참조된다.
제 1 층의 형성에서, 전력 공급 수단으로서의 DC 전원들(110a, 110c)이 타겟들(106a 및 106c)의 제 1 형태(예를 들어, Fe)를 설치하는 타겟 홀더(107a) 및 타겟 홀더(107c)에 제 1 전력(예를 들어, 600W)을 공급하도록 형성된다. 제 2 층의 형성에서, 전력 공급 수단으로서의 DC 전원들(110b, 110d)이 타겟들(106b, 106d)의 제 2 형태(예를 들어, Pt)를 설치하는 타겟 홀드(107b) 및 타겟 홀더(107d)에 제 1 전력과 다른 제 2 전력(예를 들어, 300W)을 공급하도록 형성된다. 복수의 타겟 홀더들(107a, 107b, 107c, 107d)이 DC 전원들(110a, 110b, 110c, 110d) 각각을 개별적으로 구비하는 것이 바람직하다.
도 3a 내지 3c는 셔터들(115, 116)의 세부 형태를 도시하는 개략도들이다.
제 2 셔터(116)는 투폴드(two-fold) 대칭으로 배치된 구멍들(개구부들)(16a, 116b)을 구비한다. 즉. 셔터가 1/2 회전(180°)에 의해 회전 축(X)에 대해서 회전될 때, 구멍들의 위치들이 회전 전의 위치들과 일치한다. 유사하게, 제 1 셔터(115)는 회전 축(X)에 대해서 투폴드 대칭으로 배치된 구멍들(개구부들)(115a, 115b)을 구비한다. 제 1 셔터(115)의 회전 축, 제 2 셔터(116)의 회전 축 및 기판(102)의 회전 축은 동축으로 배치된다.
도 3a는 셔터들(115, 116)이 기판(102)에 대해 모든 타겟들(106a, 106b, 106c, 106d)을 가리고 있는 상태를 나타낸다. 구체적으로, 제 2 셔터(116)는 타겟들(106a, 106c)을 가리고, 제 2 셔터(116)에 형성된 구멍들(116a, 116b)은 타겟들(106b, 106d)을 향해 열리도록 각각 배치된다. 도 3a에 도시된 상태에서, 제 1 셔터(115)는 기판(102)에 대해서 구멍들(116a, 116b) 및 타겟들(106b, 106d)을 가린다.
도 3b는 스퍼터될 타겟들(106a, 106c)이 기판(102)을 향하여 열린 상태를 나타낸다. 즉, 제 2 셔터(116)에 형성된 구멍들(116a, 116b)은 타겟들(106a, 106c)과 마주하여 배치된다. 유사하게, 제 1 셔터(115)에 형성된 구멍들(115a, 115b)은 타겟들(106a, 106c)과 마주하여 각각 배치된다.
도 3c는 스퍼터될 타겟들(106b, 106d)이 기판(102)을 향하여 열린 상태를 나타낸다. 즉, 제 2 셔터(116)에 형성된 구멍들(116a, 116b)은 타겟들(106b, 106d)과 마주하도록 각각 배치된다. 유사하게, 제 1 셔터(115)에 형성된 구멍들(115a, 115b)은 타겟들(106b, 106d)과 마주하도록 각각 배치된다.
상기 설명된 것과 같이, 제 1 셔터(115) 및 제 2 셔터(116)는 셔터 구동부(120)의 사용에 의한 회전 축에 대한 회전을 통해 타겟들이 구멍들에 마주하도록 하거나 타겟들을 구멍들로부터 이동하도록 해서 열리거나/닫힐 수 있다. 본 명세서에서, "열린, 열린 상태"는 미리 결정된 타겟이 제 1 셔터(115) 및 제 2 셔터(116) 모두를 통해 기판(102)에 노출되고, 제 1 셔터(115)의 구멍 및 제 2 셔터(116)의 구멍을 통해 기판(102)을 향해 열리는 것을 의미한다. 본 명세서에서, "닫힌, 닫힌 상태"는 미리 결정된 타겟이 제 1 셔터(115) 및 제 2 셔터(116) 중 적어도 하나에 의해 기판(102)에 노출되지 않고, 제 1 셔터(115) 및 제 2 셔터(116) 중 적어도 하나에 의해 기판(102)에 대해 가려지는 것을 의미한다.
도 4는 셔터들(115, 116)과 각각의 타겟들 사이의 위치 관계를 도시하는 개략적인 평면도이다.
도 3b에 도시된 것과 같이, 도 4의 위치 A는 스퍼터될 타겟들(106a, 106c)이 기판(102)을 향해 열린 상태(열린 상태)를 나타낸다. 본 실시예에서, 타겟 홀더들(107a, 107c), 구멍들(115a, 115b) 및 구멍들(116a, 116b)은, 구멍들(115a, 115b) 및 구멍들(116a, 116b)이 타겟들(106a, 106c)과 겹쳐지도록, 구멍들(115a, 115b) 및 구멍들(116a, 116b)의 제 1 회전 위치인 위치 A에 배치된다. 도 3c에 도시된 것과 같이, 도 4의 위치 B는 타겟들(106b, 106d)이 기판(102)을 향해 열린 상태(열린 상태)를 나타낸다. 본 실시예에서, 타겟 홀더들(107b, 107d), 구멍들(115a, 115b) 및 구멍들(116a, 116b)은, 구멍들(115a, 115b) 및 구멍들(116a, 116b)이 타겟들(106b, 106d)과 겹쳐지도록, 구멍들(115a, 115b) 및 구멍들(116a, 116b)의 제 2 회전 위치인 위치 B에 배치된다.
도 4의 위치 C는 제 1 셔터(115)의 구멍들(115a, 115b)과 제 2 셔터(116)의 구멍들(116a, 116b)이 도 4의 위치 A와 도 4의 위치 B 사이의 중간 위치에서 어떤 타겟과도 겹치지 않는 상태(닫힌 상태)를 나타낸다. 도 4의 위치 C에 의해서 나타낸 것과 같이, 어떠한 타겟으로부터도 스퍼터링 필름 형성이 수행되지 않는 상태를 만드는 것에 의해서, 기판(102)에의 스퍼터링 입자들의 부착이 방지되거나 감소될 수 있다. 본 실시예에서, 위치 C는, 닫힌 상태가 제 1 셔터(115) 및 제 2 셔터(116)를 사용하는 것에 의해서 설정된다는 점에서 중요하다. 따라서, 도 3a에 나타낸 것과 같이, 제 1 셔터(115) 내의 구멍들 또는 제 2 셔터(116) 내의 구멍들 중 적어도 하나가 관심 타겟들을 겹치더라도, 다른 하나가 겹치지 않으면, 그 배치는 위치 C에 대응한다. 즉, 제 1 셔터(115) 및 제 2 셔터(116)가 기판(102)에 대해서 모든 타겟들(106a 내지 106d)을 가리는 위치는 위치 C로 참조된다.
본 실시예에서 두 개의 셔터들(115, 116)이 사용되지만, 셔터들의 수는 두 개로 제한되지 않는다. 즉, 본 발명에 따르면, 타겟들의 제 1 형태를 사용해서 필름을 형성함에 있어서, 셔터에 형성된 구멍들의 각각이 타겟들의 제 1 형태의 각각에 마주하여 위치되고, 타겟들의 제 2 형태의 각각이 셔터에 의해서 기판에 대해 가려지는 것이 필수적이다. 본 발명에 따르면, 타겟들의 제 2 형태를 사용하는 필름을 형성함에 있어서, 셔터에 형성된 구멍들의 각각이 타겟들의 제 2 형태의 각각에 마주하여 위치되고, 타겟들의 제 1 형태의 각각이 셔터에 의해서 기판에 대해 가려지는 것이 필수적이다. 그것들을 달성하기 위해서, 적어도 하나의 셔터만이 사용될 필요가 있다. 따라서, 제 1 셔터(115) 및 제 2 셔터(116) 중 하나가 사용되고, 다른 하나(다른 셔터)는 사용되지 않을 수 있다.
다음에, 도 5를 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 제조 방법이 설명될 것이다.
도 5는 본 실시예에 따른 스퍼터링 장치를 사용하는 MRAM 제조 방법을 도시하는 도면이다. 이하, 두 개의 다른 층들(타겟들(106a, 106c)로 형성된 제 1 층 및 타겟들(106b, 106d)로 형성된 제 2 층)을 교대로 적층하는 것에 의해서 얻어진 적층된 몸체의 제조 방법이 예를 들어 설명될 것이다. 본 실시예에서, 타겟들(106a, 106c)을 위해 Fe가 사용되고, 타겟들(106b, 106d)을 위해 Pt가 사용될 것이다. 그러나, 타겟 재료들은 이것들에 한정되지 않고, 요소들 Fe, Co 및 Ni 중 하나 이상을 함유하는 합금으로 형성된 타겟 재료가 타겟들(106a, 106c)을 위해 사용될 수 있다. 요소들 Cr, Pt, Pd, Ir, Rh, Ru, Os, Re, Au 및 Cu 중 하나 이상을 함유하는 합금으로 이루어진 타겟 재료가 타겟들(106b, 106d)을 위해 사용될 수 있다. 다음 처리는 본 발명의 스퍼터링 장치에 설치된 컴퓨터와 같은 제어 수단인 제어부(130)에 의해서 수행된다.
단계 S100에서, 이 단계들이 시작된다. 즉, 사용자가 MRAM을 제조를 시작하는 명령 및 제 1 층 및 제 2 층의 적층된 층들의 수(M)(M은 자연수이고, M 개의 제 1 층들 및 M 개의 제 2 층들이 형성된다)를 나타내는 정보를 입력 작동부(134)에 의해서 입력하면, 제어부(130)는 사용자의 입력을 수용하고, 램(133)이 적층된 층들의 수(M)를 저장하도록 하며, 시작 명령에 따라서 도 5에 도시된 제조 절차를 수행한다. 제어부(130)는 기판 이송, 가스 도입 및 셔터 차단인 세 개의 준비 처리 단계들을 동시에 진행한다. 즉, 단계 S101에서, 제어부(130)는 처리 챔버(100) 내로 기판(102)을 이송하고 기판 홀더(103) 상에 기판(102)을 배치하도록 (도시되지 않은) 이송 로봇을 제어한다. 다음에, 단계 S103(제1 준비 단계)에서, 제어부(130)는 회전 구동부(121)가 미리 결정된 회전 속도(본 실시예에서, 100 rpm)로 기판 홀더(103)를 회전시키도록 한다.
상기 언급된 처리와 동시에, 단계 S104에서, 제어부(103)는 가스 도입부(201)가 처리 챔버(100) 내로 공정 가스(아르곤 가스와 같은 불활성 가스)를 도입하게 한다. 상기 언급된 처리에서, 즉, 단계 S105에 나타낸 것과 같이, 제어부(130)는 셔터들(115, 116)을 도 3a에 도시된 것과 같은 닫힌 상태로 배치하도록 셔터 구동부(120)를 구동한다. 즉, 이 단계에서, 제어부(130)는 제 1 셔터(115) 및 제 2 셔터(116)를 위치 C로 회전시키고 위치시키도록, 즉, 셔터(116)의 구멍들(116a, 116b)이 타겟들(106b, 106d)과 겹치고 셔터(115)의 구멍들(115a, 115b)이 타겟들(106a, 106c)과 겹치지 않도록 셔터 구동부(120)를 제어한다.
단계 S106(제2 준비 단계)에서, 제어부(130)는 타겟 홀더들(107a, 107d)에 미리결정된 전력을 공급하도록 DC 전원들(110a 내지 110d)을 제어한다. 즉, 제 1 전력이 DC 전원들(110a, 110c)로부터 타겟 홀더들(107a, 107c)로 공급되고, 제2 전력이 DC 전원들(110b, 110d)로부터 타겟 홀더들(107b, 107d)로 공급된다. 그것에 의해서, 처리 챔버(100) 내의 아르곤 가스가 플라스마로 방전된다. 상기 설명된 것과 같이, 기판 이송, 가스 도입 및 셔터 차단인 세 개의 처리 단계들 후에 전력 공급 단계를 수행하는 것에 의해서 타겟들의 낭비가 억제된다.
단계 S107(제1 필름 형성 단계)에서, 셔터들(115, 116)을 도 3b에 도시된 상태로 이동하는 것에 의해서, 타겟들(106a, 106c)의 스퍼터링 필름 형성(제 1 층의 형성)이 시작된다. 즉, 이 단계에서, 제어부(130)는 제 1 셔터(115) 및 제 2 셔터(116)를 도 4의 위치 A로 회전시키고 위치시키도록 셔터 구동부(120)를 제어해서, 셔터(116)의 구멍들(116a, 116b) 및 제 2 셔터(115)의 구멍들(115a, 115b)은 타겟들(106a, 106c)에 겹쳐진다. 미리 결정된 시간 동안 필름 형성이 계속되면, 절차는 다음 단계로 진행된다.
단계 S108(제2 필름 형성 단계)에서, 도 3c에 나타낸 상태로 셔터들(115, 116)을 이동하기 위해 셔터들(115, 116)을 90°로 회전시키는 것에 의해서, 타겟들(106b, 106d)의 스퍼터링 필름 형성(제 2 층의 필름 형성)이 시작된다. 즉, 이 단계에서, 제어부(130)는, 도 4의 제 1 셔터(115) 및 제 2 셔터(116)를 도 4의 위치 B로 회전시키고 위치시키도록, 즉, 셔터(116)의 구멍들(116a, 116b) 및 제 2 셔터(115)의 구멍들(115a, 115b)이 타겟들(106b, 106d)을 겹치도록 셔터 구동부(120)를 제어한다. 미리 결정된 시간 동안 필름 형성이 계속되면, 절차는 다음 단계로 진행된다.
단계 S109에서, 제어부(130)는, 현재 형성된 필름들의 수가 미리 결정된 적층된 층들의 수(M)에 도달했는지 여부를 판단한다. 본 실시예에서, 단계 S108이 완료될 때마다, 제어부(130)는 현재 형성된 필름들의 수를 계산하고, RAM(133)이 계산 값을 저장하게 한다. 즉, 제 1 필름 형성 단계 및 제 2 필름 형성 단계를 위한 미리 결정된 시간이 경과했으면, 제어부(130)는 적층된 층들의 수에 대응하는 계산 값을 증대하고, RAM(133)이 적층된 층들의 현재 수만큼 누적된 계산 값을 저장하게 한다. 따라서, 이 단계에서, 제어부(130)는, 현재 형성된 적층된 층들의 수가 미리 결정된 적층된 층들의 수(M)에 이르렀는지 여부를 판단하기 위해, RAM(133)에 저장된 적층된 층들의 수(M)를 계산 값과 비교한다. 판단 결과가 No를 나타내면, 절차는 단계 S107로 되돌아가고, 필름 형성 처리가 반복된다. 여기에 설명된 "반복(Repeat)"은, 적어도 제 1 필름 형성 단계, 제 2 필름 형성 단계 및 제 1 필름 형성 단계가 이 순서로 수행된다는 것을 의미한다.
이 단계에서 판단 결과가 No를 나타내고 절차가 단계 S107로 되돌아가면, 단계 S107에서 단계 S108로 전환하는 방향과 동일한 방향 및 단계 S107에서 단계 S108로 전환하는 방향에 반대되는 방향으로 제 1 셔터(115) 및 제 2 셔터(116)가 90°만큼 회전하는 경우들이 있다. 동일한 방향으로 회전하는 경우에, 셔터 구동부(120)는 제 1 셔터(115) 및 제 2 셔터(116)를 동일한 방향으로 회전시키기 위한 회전 메커니즘만을 구비할 필요가 있다. 반대 방향으로 회전하는 경우에, 타겟 측 상의 셔터의 표면에 부착하는 필름이 다른 형태의 필름 상에 적층되지 않기 때문에, 셔터의 교체 후에 필름을 방전하는 것이 유리하게 용이하다.
이제, 도 4, 5 및 6을 참조하여, 제 1 층의 형성 및 제 2 층의 형성의 반복 작동들을 수행하기 위해 필요한 시간이 설명될 것이다.
제 1 셔터(115) 및 제 2 셔터(116)는 예를 들어, 도 3a의 위치 C를 나타내는 상태에서 시간 T1까지 유지된다. 시간 T1에서, 도 6에 나타낸 것과 같이, 셔터(116)는 위치 A를 설정하기 위해서 약 1초(시간 T1 에서 T2) 동안 작동된다. 그것에 의해서, 타겟들(106a, 106c)은 기판(102)을 향해 완전히 열리고 도 3b에 나타낸 상태(위치 A)로 가게 되며, 시간 T2에서, 미리 결정된 시간 동안 제 1 필름 형성 단계가 시작된다. 그 다음에, 시간 T3에서, 셔터들(115, 116)은 서로 동시에 회전 축(X)에 대해서 회전하고, 도 4의 위치 C인 상태, 즉, 타겟들(106a, 106c)의 제 1 형태로부터의 스퍼터링 입자들뿐만 아니라 타겟들(106b, 106d)의 제 2 형태로부터의 스퍼터링 입자들이 셔터들(115, 116)에 의해서 기판(102)에 대해서 차단되는 상태로 가게 된다. 그 후에, 시간 T5에서, 셔터들(115, 116)은 도 3c에 도시된 상태(위치 B)로 가게 되고, 시간 T5로부터 미리 결정된 시간 동안 제 2 필름 형성 단계가 시작된다. 그리고, 시간 T6으로부터 미리 결정된 시간 동안의 셔터 작동 후에, 제 1 필름 형성 단계가 시간 T8에서 T9까지 수행된다. 또한, 시간 T9에서 T11까지의 미리 결정된 시간 동안의 셔터 작동 후에, 제 2 필름 형성 단계가 수행된다. 이러한 방식으로, 미리 결정된 적층 필름들의 수가 형성된다. 셔터들은 도 6에 나타낸 것과 같이 일정한 속도로 이동되거나, 또는, 필름 형성 시간 후에 즉시 낮은 속도로 작동하고, 위치 C를 지나면 높은 속도로 작동하며, 위치 A에 가까워지면 다시 낮은 속도로 작동할 수 있다. 그러한 작동을 통하여, 필름 형성 단계들의 끝과 시작 직후에, 필름 형성 속도가 일시적으로 바뀌면, 필름 형성 속도의 제어 성능이 향상될 수 있어서, 더욱 정확한 필름 두께 분포 제어를 가능하게 한다.
또한, 도 6은 타겟들(106a, 106c)의 제 1 형태에 공급된 전력과 타겟들(106b, 106d)의 제2 형태에 공급된 전력 사이의 관계를 나타낸다. DC 전원들(110a, 110c)은 타겟들(타겟 홀더들(107a, 107c))의 제 1 형태에 일정한 전력(예를 들어, 600W)을 계속해서 공급할 수 있고, DC 전원들(110b, 110d)은 타겟들(타겟 홀더들(107b, 107d))의 제 2 형태에 일정한 전력(예를 들어, 300W)을 계속해서 공급할 수 있다. 그러나, 이것은 필름을 형성하는데 기여하지 않는 타겟들을 크게 낭비하고, 전력이 쓸데없이 소비된다. 이러한 이유로, 본 실시예에서, 전력 공급 수단인 DC 전원들은 필름 형성에 기여하고 있지 않은 타겟들에 감소된 전력을 공급한다.
구체적으로, 도 6에 나타낸 것과 같이, 상기 언급된 제 2 준비 단계에서, 시간 T0에서, DC 전원들(110a, 110c)은 타겟들(106a, 106c)(타겟 홀더들(107a, 107c))의 제 1 형태에 전력 P2(50W)를 공급하는 동시에, DC 전원들(110b, 110d)은 타겟들(106b, 106d)(타겟 홀더들(107b, 107d))의 제 2 형태에 전력 P4(50W)를공급힌다. 제 1 필름 형성 단계를 시작하기 위해 셔터들(115, 116)이 열리면, DC 전원들(110a, 110c)은 타겟들(106a, 106c)의 제 1 형태에 공급되는 전력 P2를 시간 T1에서 전력 P1으로 증가시키는 동시에, DC 전원들(110b, 110d)은 타겟들(106b, 106d)의 제 2 형태에 공급되는 전력 P4를 그대로 유지한다.
또한, 위치 A에서 위치 B로 전환 중인 T4에서, DC 전원들(110a, 110c)은 타겟들(106a, 106c)의 제 1 형태에 공급되는 전력 P1을 전력 P2로 감소시키고, DC 전원들(110b, 110d)은 타겟들(106b, 106d)의 제 2 형태에 공급되는 전력 P4를 전력 P3로 증가시킨다. 그 결과, 시간 T5에서, 타겟들(106b, 106d)의 제2 형태가 기판(102)을 향해 열리고, 제 2 층을 형성하기 위해 필요한 전력 P3가 기판 홀더들(107b, 107d)에 적용되며, 제 2 필름 형성 단계가 수행된다.
상기 설명된 것과 같이, 필름을 형성하는데 기여하지 않는 타겟들의 그룹들에 적용되는 전력을 전력 공급 수단인 DC 전원들에 의해서 (약 50W까지) 감소시키는 것은 타겟들의 불필요한 소비를 억제하게 한다. 도 6에서, 다양한 타겟들에 전력을 적용하는 시간조절이 셔터들(115, 116)이 위치 C를 지나가는 시간으로 설정되어 있지만, 상기 시간조절로 한정되지 않으며, 도 7에 도시된 것과 같이 더 용이하게 될 수 있다.
상기 설명된 것과 같이, 단계 (S109)에서 Yes로 판단되면, 즉, 미리 결정된 적층된 층들의 수(M)가 달성되면, 절차는 단계 S110로 진행되고, 필름 형성 처리는 완료된다.
도 8은 이러한 제조 방법에 따라 준비된 Fe/Pt 대용표준(artificial superlattice)을 나타낸다. 도 8에서, 도면부호 91은 제 1 층을 나타내고, 도면부호 92는 제 2 층을 나타낸다. 대용표준의 형태는 이것으로 한정되지 않고, Fe, Co 및 Ni 중 하나 이상의 요소들을 함유하는 합금 및 Cr, Pt, Pd, Ir, Rh, Ru, Os, Re, Au 및 Cu 중 하나 이상의 요소를 함유하는 합금이 교대로 적층되는 어떠한 형태로도 될 수 있다. 예를 들어, Co/Pt 대용표준, Co/Pd 대용표준, CoCr/Pt 대용표준, Co/Ru 대용표준 및 Co/Os, Co/Au, Ni/Cu 대용표준들이 사용될 수 있다.
이러한 방식으로 마주하는 타겟들을 스퍼터링하는 것에 의해서, 기판 상에 균일한 필름이 형성될 수 있다. 본 실시예에서, 타겟들(106a, 106c)의 제 1 형태를 고정하기 위한 타겟 홀더들(107a, 107c)이 회전 축(X)에 대해서 투폴드 대칭으로 위치되고, 타겟들(106b, 106d)의 제 2 형태를 고정하기 위한 타겟 홀더들(107b, 107d)은 회전 축(X)에 대해서 투폴드 대칭으로 위치된다. 또한, 제 1 셔터(115) 및 제 2 셔터(116)는, 구멍들(115a, 115b)이 회전 축(X)에 대해서 투폴드 대칭으로 위치되고 구멍들(116a, 116b)이 회전 축(X)에 대해서 투폴드 대칭으로 위치되도록 형성된다. 또한, 구멍들(115a, 115b) 및 구멍들(116a, 116b)의 각각은 타겟들(106a 내지 106d)을 겹치도록 각각 배치된다. 따라서, 미리 결정된 각도(본 실시예에서는 90°)로 셔터들의 회전의 작동을 계속하는 것에 의해서, 균일한 적층 필름이 고효율(high throughputs)로 제조될 수 있다.
도 9는 비교 실시예로서 비스듬한 스퍼터링에 의해 형성된 필름의 평면 분포를 나타낸다. 구체적으로, 도면부호 901은, 종래의 형태(902)에 나타낸 것과 같이 기판을 회전시키면서 비스듬한 스퍼터링이 하나의 Ti를 사용하여 수행되는 경우의 Ti 필름의 평면 분포를 나타낸다. 필름 형성 동안에 기판 홀더의 전체 회전 수는 100이다. 도면부호 903에서, 종래 형태(904)를 나타낸 것과 같이, 비스듬한 스퍼터링은 기판을 회전시키면서 종래 형태(902)의 타겟의 위치로부터 회전 축에 대해서 180°만큼 이동된 타겟을 사용하여 수행된다. 종래 형태(902) 및 종래 형태(904)에 대해서, 타겟의 위치를 제외하고 동일한 조건들 하에서 실험이 이루어졌다. 평면 분포(901, 903)에 의해서 나타낸 것과 같이, 실험 결과는 불균일하다는 것을 증명한다. 이것은, 도 6에 나타낸 것과 같이, 셔터의 개구 작동에 기인한다.
도 10은 본 실시예에 따라 형성된 필름의 평면 분포를 나타낸다. 구체적으로, 기판을 회전시키면서 마주하는 타겟 홀더들(106a, 106c) 내에 고정된 Ti 타겟들을 사용하여 비스듬한 스퍼터링이 수행된다. 이것은, 미리 결정된 축(회전 축(X))에 대해서 투폴드 대칭으로 배치된 두 개의 타겟을 사용하여 스퍼터링 필름 형성을 수행하는 것에 의해서, 비교 실시예에서와 같은 셔터의 개구 작동에 기인한 필름 내의 불균형이 보상되어서, 동심원의 균일한 Ti 필름을 형성한다는 것을 증명한다.
본 실시예에서, 기판 홀더(103)의 회전 축은 제 1 셔터(115) 및 제 2 셔터(116)의 회전 축에 일치한다. 형성될 필름을 위한 재료로서 두 개의 타겟들은 일치한 회전 축(X)에 대해서 투폴드 대칭으로 배치되고, 구멍들(115a, 115b)은 회전 축(X)에 대해서 투폴드 대칭으로 배치되며, 구멍들(116a, 116b) 역시 회전 축(X)에 대해서 투폴드 대칭으로 배치된다. 따라서, 필름을 형성하는 두 개의 타겟들이 열린 상태로 기판 홀더(103)의 회전 축(X)에 대해 투폴드 대칭인 위치로 노출되기 때문에, 필름 내의 불균형이 보상될 수 있어서, 평면 분포가 동심원으로 그리고 균일하게 만들어질 수 있다.
도 11은 타겟 홀더들의 수정 예를 도시한 평면도이다.
도 2는 회전 축(X)에 대해 180° 대칭(투폴드 대칭)으로 배치된 타겟들(106a, 106c) 및 최전 축(X)에 대해서 180° 대칭(투폴드 대칭)으로 타겟들(106a, 106c) 사이에 배치된 타겟들(106b, 106d)을 나타낸다. 도 10은 회전 축(X)에 대해서 120° 대칭(트리폴드 대칭)으로 배치된 타겟들(106a, 106c, 106e) 및 타겟들(106a, 106c, 106e) 사이에(제 1 그룹 타겟 홀더들 사이에) 배치되고 회전 축(X)에 대해서 120° 대칭(트리폴드 대칭)으로 배치된 타겟들(106b, 106d, 106f)을 나타낸다. 이 경우에, 셔터(115)에 형성된 구멍들(115a, 115b, 115c)은 회전 축(X)에 대해서 트리폴드 대칭으로 배치된다. 유사하게, 셔터(116)에 형성된 구멍들(116a, 116b, 116c)은 회전 축(X)에 대해서 트리폴드 대칭으로 배치된다.
본 발명에 적용될 수 있는 제 1 그룹 타겟 홀더들의 수는 두 개 및 세 개로 한정되지 않고, n이 될 수 있다(n은 2 이상의 정수). 이 경우에, 기판 홀더의 회전 축(X)에 대해서 제 1 그룹 타겟 홀더들의 각각을 n폴드 대칭으로 배치하는 것이 요구된다. 유사하게, 제 2 그룹 타겟 홀더들의 수는 n이고, 기판 홀더의 회전 축(X)에 대해서 제 2 그룹 타겟 홀더들의 각각을 n폴드 대칭으로 배치하는 것이 요구된다. 유사하게, 셔터에 형성된 구멍들의 수는 회전 축(X)에 대해서 구멍들 각각을 n폴드 대칭으로 배치하는 것이 요구된다. 셔터들의 수는 두 개로 제한되지 않으며, 하나 또는 세 개 이상이 될 수 있다.
상기 설명된 것과 같이, 본 발명의 실시예에서, 제 1 층을 형성하기 위한 n 개의 제 1 그룹 타겟 홀더들은 기판 홀더의 회전 축(X)에 대해서 n폴드 대칭으로 배치되고, 제 2 층을 형성하기 위한 n 개의 제 2 그룹 타겟 홀더들은 회전 축(X)에 대해서 n폴드 대칭으로 배치된다. 또한, 회전 축(X) 둘레로 회전할 수 있고, 회전에 따라서 제 1 그룹 타겟 홀더들 및 제 2 그룹 타겟 홀더들을 겹치도록 제공된 n 개의 구멍들을 구비하는 셔터들이 타겟 홀더들 및 기판 홀더 사이에 제공되고, n 개의 구멍들은 회전 축(X)에 대해서 n폴드 대칭으로 배치된다. 따라서, 예를 들어, 제 1 층을 형성함에 있어서, 제 1 그룹 타겟 홀더들에 고정된 타겟들은 회전 축(X)에 대해서 n폴드 대칭인 위치로부터 기판 홀더에 고정된 기판을 향해 열릴 수 있다. 그 결과, 필름 내의 불균형이 보상될 수 있고, 평면 분포가 동심원으로 그리고 균일하게 만들어질 수 있다.
Claims (8)
- 처리 챔버;
처리 챔버 내에 제공되고, 기판의 필름 형성 표면에 수직인 회전 축 둘레로 회전할 수 있도록 형성되며, 기판을 고정하는 기판 홀더;
처리 챔버 내에 제공되고, 타겟을 고정할 수 있도록 형성되며, 회전 축이 타겟의 중심을 지나는 수직선과 일치하지 않도록 제공되는 타겟 홀더 그룹; 및
타겟 홀더 그룹 및 기판 홀더 사이에 제공되고, 회전 축 둘레로 회전할 수 있으며, 회전 축에 대해서 n폴드 대칭으로 배치된 n 개의 구멍들을 구비하는 셔터를 포함하고,
타겟 홀더 그룹은 회전 축에 대해서 n폴드 대칭으로 배치되 n 개의 제 1 그룹 타겟 홀더들 및 회전 축에 대해서 n폴드 대칭으로 배치된 n 개의 제 2 그룹 타겟 홀더들을 포함하고, 제 2 그룹 타겟 홀더들의 각각은 제 1 그룹 타겟 홀더들 사이에 제공되며,
n 개의 제 1 그룹 타겟 홀더들의 각각은 n 개의 구멍들의 제 1 회전 위치에서 n 개의 구멍들의 각각에 겹쳐치고, n 개의 제 2 그룹 타겟 홀더들의 각각은 n 개의 구멍들의 제 2 회전 위치에서 n 개의 구멍들의 각각에 겹쳐지는 스퍼터링 장치. - 제1항에 있어서,
기판 홀더를 회전 축 둘레로 회전시키기 위한 회전 구동 수단;
셔터를 회전 축 둘레로 회전시키기 위한 셔터 구동 수단;
타겟 홀더 그룹에 전력을 공급하기 위한 전력 공급 수단; 및
회전 구동 수단, 전력 공급 수단 및 셔터 구동 수단을 제어하는 제어 수단을 더 포함하고,
제 1 층 및 제 2 층을 교대로 적층하는 것에 의해서 얻어진 적층된 몸체가 형성될 때, 제어 수단은,
기판 홀더의 회전을 시작하도록 회전 구동 수단을 구동하고,
제 1 그룹 타겟 홀더들에 제 1 전력을 공급하고 제 2 그룹 타겟 홀더들에 제 2 전력을 공급하도록 전력 공급 수단을 구동하며,
제 1 층을 형성함에 있어서, 셔터 내의 n 개의 구멍들을 제 1 그룹 타겟 홀더들에 마주하게 위치시키도록 셔터 구동 수단을 구동하고,
제 2 층을 형성함에 있어서, 셔터 내의 n 개의 구멍들을 제 2 그룹 타겟 홀더들에 마주하게 위치시키도록 셔터 구동 수단을 구동하는 스퍼터링 장치. - 제1항에 있어서,
타겟 홀더 그룹과 기판 홀더 사이에 제공되고, 회전 축 둘레로 회전할 수 있으며, 회전 축에 대해서 n폴드 대칭으로 배치된 n 개의 구멍들을 구비하는 다른 셔터를 더 포함하고,
다른 셔터 내의 n 개의 구멍들의 각각은 다른 셔터의 회전 위치에 따라서 제 1 그룹 타겟 홀더들의 각각 및 제 2 그룹 타겟 홀더들의 각각에 겹쳐지는 스퍼터링 장치. - 제3항에 있어서,
셔터 및 다른 셔터를 회전 축 둘레로 회전시키기 위한 셔터 구동 수단; 및
셔터 구동 수단을 제어하는 제어 수단을 더 포함하고,
제 1 층 및 제 2 층을 교대로 적층하는 것에 의해서 얻어진 적층된 몸체가 형성될 때, 제어 수단은, 제 1 층 및 제 2 층의 형성 이전에 셔터 내의 n 개의 구멍들이 다른 셔터 내의 n 개의 구멍들에 겹쳐지지 않도록 셔터 구동 수단을 제어하는 스퍼터링 장치. - 제4항에 있어서,
회전 축 둘레로 기판 홀더를 회전시키기 위한 회전 구동 수단; 및
타겟 홀더 그룹에 전력을 공급하기 위한 전력 공급 수단을 더 포함하고,
제어 수단은 회전 구동 수단 및 전력 공급 수단을 더 제어하도록 형성되고,
제어 수단은, 제 1 층 및 제 2 층의 형성 이전에 기판 홀더의 회전을 시작하도록 회전 구동 수단을 구동하고나서, 제 1 그룹 타겟 홀더들에 제 1 전력을 공급하고 제 2 그룹 타겟 홀더들에 제 2 전력을 공급하도록 전력 공급 수단을 구동하도록 형성된 스퍼터링 장치. - 제2항에 있어서,
제어 수단은 제 1 층을 형성함에 있어서 제 2 그룹 타겟 홀더들에 공급되는 전력을 감소시키고, 제 2 층을 형성함에 있어서 제 1 그룹 타겟 홀더들에 공급되는 전력을 감소시키는 스퍼터링 장치. - 처리 챔버;
처리 챔버 내에 제공되고, 기판의 필름 형성 표면에 수직인 회전 축 둘레로 회전할 수 있도록 형성되며, 기판을 고정하는 기판 홀더;
처리 챔버 내에 제공되고, 타겟을 고정할 수 있도록 형성되며, 회전 축이 타겟의 중심을 지나는 수직선과 일치하지 않도록 제공되는 타겟 홀더 그룹; 및
타겟 홀더 그룹 및 기판 홀더 사이에 제공되고, 회전 축 둘레로 회전할 수 있으며, 회전 축에 대해서 n폴드 대칭으로 배치된 n 개의 구멍들을 구비하는 셔터를 포함하고,
타겟 홀더 그룹은 회전 축에 대해서 n폴드 대칭으로 배치되 n 개의 제 1 그룹 타겟 홀더들 및 회전 축에 대해서 n폴드 대칭으로 배치된 n 개의 제 2 그룹 타겟 홀더들을 포함하고, 제 2 그룹 타겟 홀더들의 각각은 제 1 그룹 타겟 홀더들 사이에 제공되며,
n 개의 제 1 그룹 타겟 홀더들의 각각은 n 개의 구멍들의 제 1 회전 위치에서 n 개의 구멍들의 각각에 겹쳐치고, n 개의 제 2 그룹 타겟 홀더들의 각각은 n 개의 구멍들의 제 2 회전 위치에서 n 개의 구멍들의 각각에 겹쳐지는 스퍼터링 장치를 사용하는 전자 소자의 제조 방법으로서,
기판 홀더의 회전을 시작하는 제 1 준비 단계;
제 1 그룹 타겟 홀더들에 제 1 전력을 공급하고, 제 2 그룹 타겟 홀더들에 제 2 전력을 공급하는 제 2 준비 단계;
셔터 내의 n 개의 구멍들을 제 1 그룹 타겟 홀더들에 마주하도록 위치시키는 제 1 필름 형성 단계; 및
셔터 내의 n 개의 구멍들을 제 2 그룹 타겟 홀더들에 마주하도록 위치시키는 제 2 필름 형성 단계를 포함하는 전자 소자의 제조 방법. - 제7항에 있어서,
제 1 필름 형성 단계 및 제 2 필름 형성 단계가 반복되는 전자 소자의 제조 방법.
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