KR20130025224A - 고밀도 플라즈마를 이용한 증착 장치 및 방법 - Google Patents

고밀도 플라즈마를 이용한 증착 장치 및 방법 Download PDF

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한국기계연구원
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Abstract

본 발명은 고밀도 플라즈마를 이용한 증착 장치 및 방법에 관한 것으로, 상세하게는 고밀도 플라즈마 수송 기술이 적용된 증착 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명에 의한 고밀도 플라즈마를 이용한 증착 장치는, 내부 공간의 유체를 외부 공간으로 배출하는 배출구를 가지는 챔버; 상기 챔버의 내부 공간으로 고밀도 플라즈마를 발산하는 플라즈마발생부; 상기 고밀도 플라즈마의 안내를 위한 자기장을 형성하는 자기장발생부; 상기 자기장에 의해 안내되는 상기 고밀도 플라즈마에 의해 활성화되는 타겟; 및 상기 타겟의 활성화에 의해 증착되는 기판; 을 포함하여 구성되며, 증착 방법은, 플라즈마발생부에서 고밀도 플라즈마를 발생시키는 제1단계; 상기 고밀도 플라즈마에 의해 반응하여 활성화되는 타겟과, 표면 처리를 위한 기판이 내부 공간에 위치하는 챔버에 결합되는 자기장발생부에서 상기 고밀도 플라즈마를 안내하는 자기장을 발생시키는 제2단계; 상기 자기장에 의해 상기 고밀도 플라즈마가 상기 타겟 또는 상기 기판으로 안내되는 제3단계; 및 상기 고밀도 플라즈마에 의해 상기 타겟 또는 상기 기판이 활성화 및 표면 처리되는 제4단계; 를 포함하여 구성된다. 이와 같은 본 발명에 의하면, 타겟 재료의 사용 효율이 향상되는 효과를 기대할 수 있으며, 기판에 증착되는 증착 속도가 향상되는 효과를 기대할 수 있다.

Description

고밀도 플라즈마를 이용한 증착 장치 및 방법 {Sputtering equipment using high density plasma and method thereof}
본 발명은 고밀도 플라즈마를 이용한 증착 장치 및 방법에 관한 것으로, 상세하게는 고밀도 플라즈마 수송 기술이 적용된 증착 장치 및 방법에 관한 것이다.
증착이란 금속이나 화합물 또는 혼합물 등을 가열/증발시켜 대상물의 표면에 얇은 막의 형태로 입히는 표면처리 기술을 일컫는다. 이러한 증착은 물리적 증착과 화학적 증착 방법으로 크게 구분된다.
물리적 증착은 플라즈마 또는 가열 등의 방법에 의한 물리적으로 대상물의 표면에 원하는 물질을 입히는 표면처리 기술이고, 화학적 증착은 화합물 또는 혼합물을 가열 등의 방법으로 반응시키면서 화합물 또는 혼합물이 분해되어 원하는 물질을 대상물의 표면에 입히는 표면처리 기술이다.
근래에는 초박형 강판의 고속 건식 표면 코팅을 통한 강판의 고부가 가치화 기술, 롤투롤(Roll-to-Roll) 방식을 적용한 유연성 태양전지 고효율 기판 생산 기술 등과 같이 고효율 표면처리 기술을 필요로 하는 분야가 급속도로 증가하고 있다.
이러한 고속 표면처리 기술을 위해 다양한 증착 기술이 개발되고 있으며, 플라즈마를 사용하지 않는 전자빔 증발법은 고속의 증착 능력이 있으나, 증착된 박막의 밀도 등이 낮아 고성능의 품질을 보장하지 못하고 있다.
이를 개선하기 위하여, 속도는 떨어지지만 고품질을 내기 위해 플라즈마를 이용한 다이오드 방식의 스퍼터링 증착법이 도입되기 시작하였으나, 이 방식 또한 증착 속도가 낮고, 공정 범위가 좁아 자기장을 적용하여 다소 공정 범위를 넓히고 증착 속도를 높인 마그네트론 스퍼터링 방식이 개발되어 제시되고 있다.
이러한 스퍼터링 방식도 타겟 사용 효율이 낮고, 타겟 표면의 오염에 의한 미세 아크 발생 등의 문제가 있어 이 방식을 개량한 이중 마그네트론 스퍼터링 방식, 원통형 마그네트론 스퍼터링 방식들이 개발되고 있다.
또한, 증착되는 박막의 품질을 높이기 위하여 유도 결합형 플라즈마 적용 스퍼터링 기술 및 최근에는 고전류 펄스형 전원을 사용한 고전력 펄스 전원 마그네트론 스퍼터링(HIPIMS) 등으로 증착 공정 기술이 변천 발전되고 제시되고 있다.
한편, 국내에서는 공개특허 제2001-0021283호에 의해 이온화된 금속 증착을 위한 고밀도 플라즈마 소스에 대한 특허가 공개된 상태이며, 공개된 특허에는 감소된 면적을 가지지만 최대 타깃 커버리지를 가진 저압 플라즈마 스퍼터링 또는 연속 자기 스퍼터링에 적합한 마그네트론에 관한 기술이 개시되어 있다.
그리고, 국내에서는 공개특허 제2007-0008369호에 의해 큰 영역 기판의 마그네트론 스퍼터링 시스템에 대한 특허가 등록된 상태이며, 등록된 특허에는 일반적으로 큰 영역 기판상의 증착 균일성을 개선하기 위하여 증가된 애노드 표면을 가지는 물리기상증착(PVD) 챔버내에서 기판의 표면을 처리하기 위한 장치 및 방법에 관한 기술이 개시되어 있다.
다만, 이들 공개특허에는 증착 속도와 증착율이 저하되고, 타겟이 되는 표적 재료의 사용효율이 낮은 단점을 가지며, 국부적 열의 발생으로 인한 효율성이 저하되는 단점을 가진다.
본 발명의 목적은, 고밀도 플라즈마의 수송 기술을 이용한 비마그네트론 증착 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 자기장 제어 기술에 의한 고밀도 플라즈마의 수송 경로 변경이 가능한 증착 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 고밀도 플라즈마를 이용한 증착 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 고밀도 플라즈마를 이용한 기판 세정 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 의한 고밀도 플라즈마를 이용한 증착 장치는, 내부 공간의 유체를 외부 공간으로 배출하는 배출구를 가지는 챔버; 상기 챔버의 내부 공간으로 고밀도 플라즈마를 발산하는 플라즈마발생부; 상기 고밀도 플라즈마의 안내를 위한 자기장을 형성하는 자기장발생부; 상기 자기장에 의해 안내되는 상기 고밀도 플라즈마에 의해 활성화되는 타겟; 및 상기 타겟의 활성화에 의해 증착되는 기판; 을 포함하여 구성된다.
본 발명에 의한 고밀도 플라즈마를 이용한 증착 방법은, 플라즈마발생부에서 고밀도 플라즈마를 발생시키는 제1단계; 상기 고밀도 플라즈마에 의해 반응하여 활성화되는 타겟과, 표면 처리를 위한 기판이 내부 공간에 위치하는 챔버에 결합되는 자기장발생부에서 상기 고밀도 플라즈마를 안내하는 자기장을 발생시키는 제2단계; 상기 자기장에 의해 상기 고밀도 플라즈마가 상기 타겟 또는 상기 기판으로 안내되는 제3단계; 및 상기 고밀도 플라즈마에 의해 상기 타겟 또는 상기 기판이 활성화 및 표면 처리되는 제4단계; 를 포함하여 구성된다.
본 발명에 의한 고밀도 플라즈마를 이용한 증착 장치 및 방법에 의하면, 타겟 재료의 사용 효율이 향상되는 효과를 기대할 수 있으며, 기판에 증착되는 증착 속도가 향상되는 효과를 기대할 수 있다.
또한, 스퍼터링된 입자의 이차 여기를 통한 증착 성능이 향상되는 효과를 기대할 수 있으며, 전원의 인가에 따라 자기장을 발생시키는 자기장발생부의 선택적 전원 인가가 가능한 구성이 제안됨에 따라 고밀도 플라즈마의 수송 방향 선택이 가능한 효과를 기대할 수 있다.
그리고, 고밀도 플라즈마의 수송 방향 선택이 가능함으로써 선택적으로 기판의 고속 증착과 세정이 가능한 효과를 기대할 수 있다.
도 1 은 본 발명에 의한 실시 예에 따른 고밀도 플라즈마를 이용한 증착 장치의 구성을 나타낸 구성도.
도 2 는 본 발명에 의한 실시 예에 따른 고밀도 플라즈마를 이용한 증착 장치의 내부에서 증착 공정에 따른 자기장을 나타낸 도면.
도 3 은 본 발명에 의한 실시 예에 따른 고밀도 플라즈마를 이용한 증착 장치의 증착 공정에서 자기장 코일 전류 조건에 따른 자기장 구조와 고밀도 플라즈마 수송 현상을 나타낸 도면.
도 4 는 본 발명에 의한 실시 예에 따른 고밀도 플라즈마를 이용한 증착 장치의 내부에서 증착 공정 또는 기판 세정 공정에 따른 고밀도 플라즈마의 유동을 나타낸 사진.
도 5 는 본 발명에 의한 실시 예에 따른 고밀도 플라즈마를 이용한 증착 장치의 내부에서 고밀도 플라즈마 여기 광측정 스펙트럼을 나타낸 그래프.
도 6 은 본 발명에 의한 실시 예에 따른 고밀도 플라즈마를 이용한 증착 장치의 전압과 전류 변화를 나타낸 그래프.
도 7 은 본 발명에 의한 실시 예에 따른 고밀도 플라즈마를 이용한 증착 장치의 플라즈마발생부 방전전류에 따른 증착 전류를 나타낸 그래프.
도 8 은 본 발명에 의한 실시 예에 따른 고밀도 플라즈마를 이용한 증착 장치의 방전전류에 따른 증착률을 나타낸 그래프.
도 9 는 종래 기술에 의한 마그네트론 스퍼터링 증착 공정 후 타겟의 사진 및 본 발명에 의한 실시 예에 따른 고밀도 플라즈마를 이용한 증착 장치의 증착 공정 후 타겟의 사진.
도 10 은 본 발명에 의한 실시 예에 따른 고밀도 플라즈마를 이용한 증착 방법의 진행을 나타낸 순서도.
이하에서는 첨부되는 도면을 참조하여 본 발명에 의한 고밀도 플라즈마 스퍼터링을 이용한 고속 증착 장치 및 이를 이용한 실시 예를 들어 살펴보기로 한다.
다만, 본 발명의 사상은 이하에서 살펴보는 실시 예에 의해 그 실시 가능 상태가 제한된다고 할 수는 없고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 기술적 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 기술적 사상에 포함된다고 할 것이다.
또한, 본 명세서 또는 청구범위에서 사용되는 용어는 설명의 편의를 위하여 선택한 개념으로, 본 발명의 기술적 내용을 파악함에 있어서 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미로 적절히 해석되어야 할 것이다.
첨부된 도 1은 본 발명에 의한 실시 예에 따른 고밀도 플라즈마를 이용한 증착 장치의 구성을 나타낸 구성도이다. 도 1을 참조하여 보면, 본 발명에 의한 고밀도 플라즈마를 이용한 증착 장치는 일정 정도의 내부 공간을 가지는 챔버(10)와, 상기 챔버(10)의 내부 공간으로 유입되는 고밀도 플라즈마를 발생시키는 플라즈마발생부(20)와, 상기 챔버(10)의 외부 공간에는 상기 플라즈마 발생부(20)에서 발산되는 고밀도 플라즈마의 유동을 안내하는 자기장발생부(50)를 포함하여 구성된다.
그리고, 상기 챔버(10)의 내부 공간에는 표면 처리를 위한 이온 및 중성입자가 활성화되는 타겟(30)과, 상기 타겟(30)에서 활성화되는 이온 및 중성입자가 표면에 증착하면서 표면처리되는 기판(40)이 위치하게 된다.
상기 챔버(10)와 상기 플라즈마발생부(20)는 그 내부 공간이 서로 연통하도록 형성되고, 상기 챔버(10)에는 내부 공간으로 공급되는 불활성 가스가 외부 공간으로 배기되는 배출구가 형성된다.
상기 배출구를 통해 상기 챔버(10)의 내부 공간으로 공급되는 방전 가스가 상기 챔버(10)의 외부 공간으로 배출되면서 상기 챔버(10)의 내부 공간 압력이 일정하게 유지된다.
그리고, 상기 배출구는 상기 챔버(10)의 내부 공간을 진공에 가깝게 형성하게 될 때 외부 공간으로 상기 챔버(10)의 내부 공간 공기를 이동시키는 통로를 제공하기도 한다.
한편, 상기 챔버(10)의 내부 공간은 최대 10-3 내지 10-7 토르(torr) 정도의 진공도를 유지하는 환경을 가지게 된다. 이는 공기 속에 포함된 원하지 않는 가스(예, 산소, 질소 등)가 플라즈마가 발생할 때 함께 이온화되어, 실제 박막 증착공정에서 불필요한 화합물을 형성시키지 않기 위한 조치이다.
상기 플라즈마발생부(20)에서 플라즈마를 발생시키기 위해서는 아르곤 가스 등 비활성 가스를 주입하여 플라즈마를 발생시키는데 이때에는 공정 진공도가 0.01mTorr까지 도달할 수 있다.
본 발명의 실시 예에서는 약 0.6mTorr 내지 3mTorr의 범위를 유지하는 실시 예를 들어 살펴보기로 한다.
상기 챔버(10)의 측방에는 상기 플라즈마발생부(20)가 위치한다. 상기 플라즈마발생부(20)는 고밀도 플라즈마를 발생시키는 역할을 수행한다. 상기 고밀도 플라즈마는 대략 3×1013 ㎝-3 정도의 밀도를 가지게 된다.
물론, 상기 플라즈마발생부(20)에서 발생되는 플라즈마는 다양한 밀도를 가지는 플라즈마를 발생시킬 수 있도록 구성되며, 다만, 대략 1×1012 ㎝-3 이상의 밀도를 가지는 플라즈마를 발생시킬 수 있도록 구성된다.
상기 플라즈마발생부(20)에서 발생되는 고밀도 플라즈마는 상기 챔버(10)의 내부 공간으로 유동하게 된다. 상기 플라즈마발생부(20)에서 발생되는 상기 고밀도 플라즈마가 상기 챔버(10)의 내부 공간으로 유동하면, 상기 챔버(10)의 내부 공간에서는 증착 공정 또는 세정 공정이 진행된다.
상기 고밀도 플라즈마가 상기 타겟(30)으로 안내되면, 고밀도 플라즈마에 의해 상기 타겟(30)의 물질이 상기 타겟(30) 표면에 위치하는 이온에 의해 스퍼터링되어 타겟에서 분리되면서 활성화되고, 활성화된 물질은 상기 타겟(30) 물질의 이온화 형태와 중성 상태의 혼합 입자들이며, 이들에 의해 상기 기판(40)이 표면 처리되는 증착공정이 진행된다.
또한, 상기 고밀도 플라즈마가 상기 기판(40)으로 안내되면, 고밀도 플라즈마에 의해 상기 기판(40)의 표면에 위치하는 이온에 의한 상기 기판(40)의 표면 활성화로 인해 불순물 등이 제거되면서 상기 기판(40)의 표면이 처리되는 세정 공정이 진행된다.
상기 기판(40)은 소정의 두께를 가지면서 면적을 가지는 사각판재 형태로 이루어지고, 상기 타겟(30)은 상기 기판(40)의 표면과 대향되는 위치 즉, 마주보는 방향에 위치하게 된다.
상기 챔버(10)의 외부 공간에는 상기 플라즈마발생부(20)에서 발생되는 고밀도 플라즈마의 유동을 안내하는 자기장발생부(50)가 설치된다. 상기 자기장발생부(50)서 발생되는 자기장을 제어함으로써 선택적으로 상기 고밀도 플라즈마가 상기 타겟(30) 또는 상기 기판(40)으로 안내된다.
즉, 상기 자기장발생부(50)는 전류의 흐름에 의해 자기장을 발생시키고, 이러한 자기장의 제어를 통해 상기 플라즈마발생부(20)에서 발생하는 고밀도 플라즈마가 상기 타겟(30) 또는 상기 기판(40)으로 향하도록 선택적으로 안내하는 것이 가능하게 된다.
상기 자기장발생부(50)는 상기 플라즈마발생부(20)에서 발생하는 고밀도 플라즈마를 상기 챔버(10)의 내부 공간으로 안내하는 제1자장코일(52)과, 상기 챔버(10)의 내부 공간으로 유입되는 고밀도 플라즈마를 상기 타겟(30)으로 안내하는 제2자장코일(54)과, 상기 챔버(10)의 내부 공간으로 유입되는 고밀도 플라즈마를 상기 기판(40)으로 안내하는 제3자장코일(56)을 포함하여 구성된다.
한편, 상기 플라즈마발생부(20)에서 발생하는 고밀도 플라즈마는 상기 챔버(10)의 내부 공간으로 이동할 때 집속되어 상기 챔버(10)의 내부 공간으로 이동하게 된다. 이때, 상기 플라즈마발생부(20)에서 발생하는 고밀도 플라즈마를 상기 챔버(10)의 내부 공간으로 이동하도록 안내하면서 집속하는 제1자장코일(52)이 상기 챔버(10)와 상기 플라즈마발생부(20) 사이에 위치하게 된다.
상기 제1자장코일(52)은 전원이 인가되면 인가되는 전원에 의해 자기장을 형성하고, 상기 플라즈마발생부(20)와 상기 챔버(10)의 내부 공간이 연통되는 부분의 사이에 위치하게 된다.
이때, 상기 챔버(10)의 외면 중 상기 플라즈마발생부(20)와 가장 가까이 위치하는 일면은 상기 플라즈마발생부(20) 방향으로 연결부가 돌출 형성되고, 상기 연결부의 내부와 상기 플라즈마발생부(20)의 내부 공간이 서로 연통되면서 상기 플라즈마발생부(20)에서 발생하는 고밀도 플라즈마가 상기 연결부를 통해 상기 챔버(10)의 내부 공간으로 유동하게 된다.
상기 제1자장코일(52)은 상기 연결부의 외부를 이격된 상태에서 감싸도록 설치된다. 상기 제1자장코일(52)은 상기 연결부의 외부에 대략 1～500회 정도 감기는 코일로 형성된다.
상기 제1자장코일(52)의 인가전류는 대략 0～수백 A의 범위이고, 발생 자기장의 세기는 대략 0～100mT 정도의 범위를 가진다. 물론, 상기 제1자장코일(52)이 상기된 범위를 벗어나는 경우의 구성도 가능하나, 증착 또는 세척을 위하여 상기된 범위가 가장 바람직할 것이며, 이들 범위에서 가장 최적화되는 구성을 선택적으로 사용할 수 있도록 구성된다.
상기 제2자장코일(54)은 상기 타겟(30)이 위치하는 상기 챔버(10)의 내부 공간 외측에 위치하도록 구성된다. 상기 제2자장코일(54)은 상기 제1자장코일(52)에 의해 상기 챔버(10)의 내부 공간으로 유동하는 상기 고밀도 플라즈마를 상기 타겟(30) 방향으로 안내하는 기능을 수행하게 된다.
상기 제2자장코일(54)은 공급되는 전원에 의해 자기장을 발생하게 되고, 이러한 자기장에 의해 상기 제1자장코일(52)에 의해 집속되면서 고밀도 플라즈마가 상기 챔버(10)의 내부 공간으로 유동하여 상기 타겟(30)을 향하여 유동하게 된다.
상기 제3자장코일(56)은 상기 기판(40)이 위치하는 상기 챔버(10)의 내부 공간 외측에 위치하도록 구성된다. 상기 제3자장코일(56)은 상기 제1자장코일(52)에 의해 상기 챔버(10)의 내부 공간으로 유동하는 고밀도 플라즈마를 상기 기판(40)으로 이동하도록 안내하는 기능을 수행하게 된다.
상기 제3자장코일(56)은 공급되는 전원에 의해 자기장을 발생시키고, 발생되는 자기장에 의해 상기 제1자장코일(52)을 통과하면서 집속되는 고밀도 플라즈마가 상기 기판(40)으로 유동하게 된다.
한편, 상기 제2자장코일(54)과 상기 제3자장코일(56)은 사용자가 요구하는 작업 환경에 따라 선택적으로 사용되면서, 상기 플라즈마발생부(20)에서 발생되는 고밀도 플라즈마가 상기 타겟(30) 또는 상기 기판(40) 방향으로 유동하도록 안내하게 된다.
상세하게는 사용자가 상기 플라즈마발생부(20)에서 발생되는 고밀도 플라즈마를 상기 타겟(30)을 이용하여 상기 기판(40)의 표면 처리 즉, 증착 공정을 진행하고자 하는 경우, 상기 제2자장코일(54)에 전원을 인가하고, 상기 제3자장코일(56)에는 전원을 인가하지 않게 된다.
또한, 세정 공정을 진행하고자 하는 경우, 상기 제2자장코일(54)에는 전원을 인가하지 않고, 상기 제3자장코일(56)에 전원을 인가하여 상기 고밀도 플라즈마를 상기 기판(40)으로 안내하게 된다.
상기 제1자장코일(52)과 상기 제2자장코일(54)에 전원이 인가되면, 상기 타겟(30)으로 유동하는 고밀도 플라즈마에 의해 전기적으로 음극인 상기 타겟(30)의 물질은 스퍼터링되면서, 상기 챔버(10)의 내부 공간으로 방출된다.
상기 챔버(10)의 내부 공간으로 방출되는 상기 타겟(30) 표면의 물질은 상기 기판(40)의 표면으로 이동하여 증착된다. 이를 상세히 살펴보면, 상기 타겟(30)의 표면은 전기적으로 음성 즉, 음극의 성질을 가지게 된다.
고밀도 플라즈마에 의한 이온 충격으로 스퍼터링된 상기 타겟(30) 물질은 상기 챔버(10)의 내부 공간으로 방출될 때, 중성 혹은 양극의 성질을 가지게 되며 상기 기판(40)은 전기적으로 중성 또는 음성 즉, 음극의 성질을 가지도록 연결됨으로써 상기 챔버(10)의 내부 공간으로 방출된 상기 타겟(30) 물질의 이온 및 중성 입자가 상기 기판(40)의 표면으로 유동하여 상기 기판(40)의 표면에 증착된다.
상기 타겟(30)에서 방출된 상기 타겟(30) 물질의 이온 및 중성입자가 상기 기판(40)의 표면으로 유동하여 상기 기판(40)의 표면에 증착되면서 증착에 의한 상기 기판(40)의 표면 처리가 진행된다.
그리고, 상기 제2자장코일(54)에서 발생하는 자기장은 상기 플라즈마발생부(20)에서 유입되는 고밀도 플라즈마를 상기 타겟(30)으로 계속 유도하면서 상기 타겟(30)의 표면 주위에 전자가 머무르도록 함으로써 상기 타겟(30)의 표면 활성화를 계속 진행하게 된다.
한편, 상기 제1자장코일(52)과 상기 제3자장코일(56)에 전원을 인가하게 되면, 상기 플라즈마발생부(20)에서 발생되는 고밀도 플라즈마는 상기 제1자장코일(52)과 상기 제3자장코일(56)에 의해 안내되면서, 상기 기판(40)으로 유동하게 된다.
이때 상기 기판(40)은 전기적으로 양성 즉, 양극의 성질을 가지도록 연결됨으로써, 전기적으로 음성의 전기적 성질을 가지는 고밀도 플라즈마 내 전자가 유동하게 되고, 이러한 고밀도 전자 전류를 통한 상기 기판(40)의 가열 및 표면 처리를 통해 불순물 제거 및 표면 세정이 가능하다.
상기 챔버(10)의 내부 공간으로 방출되는 양전하와 이물질은 내부 압력 유지를 위하여 외부 공간과 연통되는 배출구를 통해 상기 챔버(10)의 외부 공간으로 유동하게 된다.
이처럼, 고밀도 플라즈마와 상기 기판(40)의 표면에 위치하는 이물질이 상기 챔버(10)의 내부 공간으로 이탈되면서 상기 기판(40)의 표면을 세정하는 세정 공정이 진행된다.
상기 챔버(10)의 내부 공간에 위치하는 상기 타겟(30)과 상기 기판(40)은 서로 일정 간격을 가지도록 마주보는 방향에 위치하게 된다. 본 발명의 실시 예에서는 상기 타겟(30)과 상기 기판(40)이 대략 150밀리미터 내지 500밀리미터 범위의 거리를 가지도록 위치하는 구성을 예를 들어 살펴보기로 한다.
물론, 상기 타겟(30)과 상기 기판(40) 사이 간격이 150밀리미터보다 가까운 거리 또는 500밀리미터보다 먼 거리에 각각 위치하는 구성도 가능하나, 다수의 실험 결과 150밀리미터 내지 350밀리미터의 범위 내에 위치하는 구성이 효율적 측면에서 가장 바람직한 결과를 나타내기 때문이다.
이하에서는 도 2 내지 도 4를 참조하여 상기 제1자장코일(52)과, 상기 제2자장코일(54)에서 발생되는 자기장에 의해 고밀도 플라즈마가 유동하는 구성을 살펴보기로 한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 고밀도 플라즈마를 이용한 증착 장치의 내부에서 증착 공정에 따른 자기장과 고밀도 플라즈마의 유동을 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명에 의한 실시 예에 따른 고밀도 플라즈마를 이용한 증착 장치의 증착 공정에서 자기장 코일 전류 조건에 따른 자기장 구조와 고밀도 플라즈마 수송 현상을 나타낸 도면이며, 도 4는 본 발명에 의한 실시 예에 따른 고밀도 플라즈마를 이용한 증착 장치의 내부에서 증착 공정 또는 기판 세정 공정에 따른 고밀도 플라즈마의 유동을 나타낸 사진이다.
상기 제1자장코일(52)과 상기 제2자장코일(54)에 전원을 인가하게 되면 상기 플라즈마발생부(20)에서 발생되는 고밀도 플라즈마가 상기 타겟(30)을 향하여 이동하게 된다.
이때, 상기 제1자장코일(52)에 낮은 전류를 인가하게 되면, 상기 플라즈마발생부(20)에서 발생되는 고밀도 플라즈마의 집속력이 약하여, 고밀도 플라즈마가 다소 광범위한 범위로 유동하게 된다.
고밀도 플라즈마가 광범위한 범위로 유동하게 되면, 그 유동 속도가 저하되면서, 상기 챔버(10)의 내부 공간으로 유동할 때 넓은 범위를 가지면서 유동하게 되어 플라즈마의 손실이 발생하게 된다.
또한, 다수의 실험 결과 상기 제1자장코일(52)에 점진적으로 높은 전류를 인가하게 되면, 일정 정도의 전류까지는 고밀도 플라즈마가 집속되는 현상을 나타내고, 일정 정도의 전류 세기 이상으로 높은 전류를 인가하더라도 고밀도 플라즈마의 집속은 더 이상 향상되지 않는 현상이 발생함을 알 수 있다.
상세하게는, 상기 제1자장코일(52)에 2A의 전류를 인가하게 되면, 상기 플라즈마발생부(20)에서 발생되어 상기 챔버(10)의 내부 공간으로 유동하는 고밀도 플라즈마는 상기 연결부의 내부 공간 대부분을 차지하면서 상기 챔버(10)의 내부 공간으로 유동한다.
상기 챔버(10)의 내부 공간으로 유동하는 고밀도 플라즈마는 상기 연결부의 내부 공간보다 상기 챔버(10)의 내부 공간에서 더욱 넓은 범위로 확산되면서 상기 챔버(10)의 내부 공간으로 유동하여 상기 타겟(30)으로 안내된다.
상기 제1자장코일(52)에 5A의 전류를 인가하게 되면, 상기 연결부의 내부 공간을 통과하는 고밀도 플라즈마는 더욱 집속되어 2A의 전류를 인가하는 경우보다 더 좁은 단면적을 가지면서 통과하게 된다.
그리고, 상기 제1자장코일(52)에 8A의 전류를 인가하게 되면, 상기 플라즈마발생부(20)에서 발생되는 고밀도 플라즈마는 더욱 집속되어 5A의 전류를 인가하는 경우보다 더욱 좁은 단면적을 가지면서 상기 연결부의 내부 공간을 통과하여 상기 챔버(10)의 내부 공간으로 유동하게 된다.
다만, 다수의 실험 결과 8A의 전류보다 더 큰 세기를 가지는 전류를 인가하게 되면, 고밀도 플라즈마의 유동 단면적은 큰 변화를 나타내지 않는 결과를 나타냄에 따라 본 발명의 실시 예에서는 상기 제1자장코일(52)에 인가되는 전류의 세기가 8A일 경우를 예를 들어 살펴보기로 하며, 이는 상기 타겟(30)의 면적 및 표면 재료에 따라 달라질 수 있을 것이다.
물론, 사용자의 선택에 따라 고밀도 플라즈마가 상기 기판(40)으로 안내되는 구성도 가능하며, 이러한 경우에도 상기 제1자장코일(52)에 인가되는 전류의 세기에 의해 상기 플라즈마발생부(20)에서 발생하는 고밀도 플라즈마가 상기 연결부의 내부 공간을 통과할 때의 단면적이 변화되는 구성은 동일할 것이다.
한편, 상기 제1자장코일(52)에 전류가 인가되면서 집속되어 상기 챔버(10)의 내부 공간으로 유동하는 고밀도 플라즈마는 상기 제2자장코일(54)에서 발생하는 자기장에 의해 상기 제2자장코일(54)이 위치하는 방향으로 안내되면서 상기 타겟(30)을 향하여 유동하게 된다.
이때, 상기 제2자장코일(54)에 인가되는 전류의 세기에 따라 상기 타겟(30)을 통과하는 고밀도 플라즈마의 단면적이 변화되며, 고밀도 플라즈마의 단면적 변화에 의해 상기 타겟(30)의 효율성이 변화된다.
상세하게는, 상기 제2자장코일(54)에 전원을 인가하게 되면, 상기 플라즈마발생부(20)에서 발생되는 고밀도 플라즈마가 상기 챔버(10)의 내부 공간에 위치하는 상기 타겟(30)으로 안내되면서 유동하게 된다.
이러한 경우 상기 제2자장코일(54)에 낮은 세기의 전류를 인가하게 되면, 상기 타겟(30)을 통과하는 고밀도 플라즈마는 다소 넓은 단면적을 가지면서 유동하게 되면서, 그 유동 속도가 저하되고 상기 타겟(30)의 단면적보다 넓은 단면적을 가지면서 유동하여 고밀도 플라즈마의 손실이 발생하게 된다.
또한, 다수의 실험 결과 상기 제2자장코일(54)에 점진적으로 높은 세기의 전류를 인가하게 되면, 일정 정도 세기를 가지는 전류가 인가될 때까지 고밀도 플라즈마가 집속되는 현상을 나타내고, 일정 정도 이상의 세기를 가지는 전류를 인가하게 되더라도 고밀도 플라즈마의 집속은 더 이상 향상되지 않는 현상이 발생함을 알 수 있다.
다시 말해, 상기 제2자장코일(54)에 1A의 전류를 인가하게 되면, 제2자장코일(54)에 의해 형성되는 자기장 속으로 유동하는 고밀도 플라즈마는 상기 타겟(30)의 단면적보다 넓은 단면적을 가지면서 통과하게 됨으로써 고밀도 플라즈마의 손실이 발생하게 된다.
상기 제2자장코일(54)에 3A의 전류를 인가하게 되면, 상기 타겟(30)을 통과하는 고밀도 플라즈마의 단면적이 상기 타겟(30)의 단면적과 가장 유사한 넓이의 단면적을 가지도록 집속되어 상기 타겟(30)을 통과하여 유동하게 된다.
상기 제2자장코일(54)에 5A의 세기를 가지는 전류를 인가하게 되면, 상기 타겟(30)을 통과하는 고밀도 플라즈마의 단면적은 상기 타겟(30)의 단면적보다 더 좁은 단면적을 가지도록 집속됨으로써 상기 타겟(30)의 활용성 측면에서 바람직하지 못하게 된다.
이와 같이, 다수의 실험 결과 상기 제2자장코일(54)에 3A의 세기를 가지는 전류를 인가하게 되는 경우가 가장 바람직한 결과를 도출할 수 있게 됨에 따라 본 발명의 실시 예에서는 상기 제2자장코일(54)에 3A의 세기를 가지는 전류를 인가하는 구성을 예를 들어 살펴보기로 한다.
상기 타겟(30)의 단면적과 표면 성질에 따라 상기 제2자장코일(54)에 인가되는 전류의 세기는 사용자가 적합하게 조절할 수 있도록 구성됨으로써 상기 제2자장코일(54)에 인가되는 전류의 세기를 조절하여 가장 효율적인 상기 타겟(30)의 활용이 가능한 장점을 가지게 된다.
그리고, 상기 제2자장코일(54) 또는 상기 제3자장코일(556)에 전류를 인가함으로써 발생하는 자기장에 의하여 방전된 입자의 2차 여기를 통한 증착 성능이 향상되는 장점을 가지게 된다.
상기 플라즈마발생부(20)에는 약 40 내지 200A의 범위를 가지는 방전 전류를 인가하게 되며, 방전 전류의 세기에 따라 상기 플라즈마발생부(20)에서 발생되는 플라즈마의 밀도가 변화하게 된다.
다수의 실험 결과 최대 방전전류는 대략 직류 60A의 전류가 가장 적합한 최대 방전전류로 도출되었으며, 이에 따라 본 발명의 실시 예에서는 약 60A의 방전 전류 세기를 가지는 경우를 예를 들어 살펴보기로 한다.
상기 플라즈마발생부(20)에 약 60A의 세기를 가지는 방전전류가 인가되면 상기 플라즈마발생부(20)에서 고밀도 플라즈마가 발생하게 되며, 상기 제1,2자장코일(52,54)에 전류가 인가되면서 고밀도 플라즈마가 상기 챔버(10)의 내부 공간에 위치하는 상기 타겟(30)을 향해 유동된다.
상기 타겟(30)을 향해 유동하는 고밀도 플라즈마는 상기 타겟(30)의 표면을 통과하여 상기 제2자장코일(54)에서 형성되는 자기장 속으로 유동하게 된다.
한편, 사용자가 상기 플라즈마발생부(60)에 방전 전류를 인가하고 상기 제1,3자장코일(52,56)에 전류를 인가하게 되면, 고밀도 플라즈마는 상기 챔버(10)의 내부 공간에 위치하는 상기 기판(40)을 향해 유동한다.
상기 기판(40)을 향해 유동하는 고밀도 플라즈마는 상기 기판(40)을 통과하여 상기 제3자장코일(56)에서 형성되는 자기장 속으로 유동하게 된다. 이처럼, 고밀도 플라즈마의 유동에 의해 상기 타겟(30)과 상기 기판(40)의 표면에 형성되는 이온 및 전자를 가속하여 증착 공정과 세정 공정이 진행된다.
또한, 상기 챔버(10)의 내부 공간에는 방전 가스인 아르곤 가스가 주입되며, 이러한 아르곤 가스는 상기 플라즈마발생부(20)의 내부로 주입된다.
상기 아르곤 가스는 상기 챔버(10)의 내부 공간으로 직접 주입하는 구성도 가능하며, 상기 챔버(10)와 상기 플라즈마발생부(20)의 내부 공간으로 동시에 주입하는 경우도 가능할 것이다.
상기 아르곤 가스는 무거운 불활성 가스로 상기 플라즈마발생부(20)의 내부 공간으로 공급되면서 글로우 방전에 의해 고밀도 플라즈마를 형성하게 되고, 형성된 고밀도 플라즈마는 상기 제1,2자장코일(52,54) 또는 상기 제1,3자장코일(52,56)에서 생성되는 자기장에 의해 안내되어 상기 타겟(30) 또는 상기 기판(40)을 통과하게 된다.
고밀도 플라즈마가 상기 타겟(30)으로 유동하면서 상기 타겟(30)의 표면에서 이온 충돌이 발생하게 된다. 이러한 이온 충돌에 의해 상기 타겟(30)의 구성 물질이 상기 챔버(10)의 내부 공간으로 방출되고, 상기 챔버(10)의 내부 공간으로 방출되는 상기 타겟(30)의 구성물질은 상기 기판(40)의 표면으로 유동하여 증착된다.
그리고, 상기 제2자장코일(54)에 계속 전원이 인가되면 전원이 해제될 때까지 상기 제2자장코일(54)에 형성되는 자기장에 의해 상기 타겟(30) 주위의 이온 및 전자가 머무르게 되고, 이로 인해 상기 타겟(30)의 표면에서 스퍼터링 및 이온화 반응이 지속적으로 발생하게 된다.
상기 제2자장코일(54)에 공급되는 전원에 의해 발생되는 자기장은 상기 타겟(30)의 표면 전 면적에 대하여 균일하게 스퍼터링 현상을 발생시켜 상기 타겟(30)의 사용 효율성이 향상되는 장점을 가지게 된다.
이하에서는 첨부된 도 5 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 고밀도 플라즈마를 이용한 증착 장치의 전압과 전류 변화를 살펴보기로 한다.
첨부된 도 5는 본 발명의 실시 예에 의한 고밀도 플라즈마를 이용한 증착 장치의 내부에서 고밀도 플라즈마 여기 광측정 스펙트럼을 나타낸 그래프이고, 도 6은 본 발명의 실시 예에 의한 고밀도 플라즈마를 이용한 증착 장치의 전압과 전류 변화를 나타낸 그래프이다.
또한, 도 7은 본 발명의 실시 예에 의한 고밀도 플라즈마를 이용한 증착 장치의 방전 전류에 따른 증착 전류를 나타낸 그래프이고, 도 8은 본 발명의 실시 예에 의한 고밀도 플라즈마를 이용한 증착 장치의 방전 전류에 따른 증착률을 나타낸 그래프이다.
도 5를 참조하면, 상기 플라즈마발생부(20)에서 발생되는 고밀도 플라즈마의 여기 광측정 스펙트럼을 측정하여 보면, 대략 435나노미터(nm)의 파장 영역에서 가장 높은 효율을 발생시키게 됨을 알 수 있다. 이에 본 발명의 실시 예에서는 430 내지 440나노미터의 파장 영역을 가지는 고밀도 플라즈마를 생성하는 구성을 예를 들어 살펴보기로 한다.
상기 고밀도 플라즈마는 430 내지 440 나노미터의 파장 영역에서 상기 챔버(10)의 내부 공간에 충진되는 아르곤 이온 즉, 방전가스의 대부분이 이온화되어 상기 타겟(30) 또는 상기 기판(40)을 향하여 유동함으로써 상기 고밀도 플라즈마의 효율성 및 방전 가스의 효율성이 극대화되는 장점을 가지게 된다.
도 6을 참조하면, 상기 고밀도 플라즈마의 방전 전류에 따른 증착 전극에 입사하는 이온 전류의 변화를 볼 수 있다. 증착 전극의 전압 즉, 상기 타겟(30)에 가해지는 전압이 0V에서 600V까지 변화되는 동안 상기 플라즈마발생부(20)의 방전 전류는 100A에서 4인치 증착 전극으로 입사하는 이온 전류가 1.2～3.9A까지 증가하고 있음을 알 수 있다.
또한, 이러한 결과를 바탕으로 플라즈마 이온 포화 전류식에 의해 계산된 상기 타겟(30) 부근의 플라즈마 밀도는 방전 전력 증가에 따라 약 0.64×1013cm-3에서 약 2×1013cm-3까지 증가하고 있음을 알 수 있다.
이는 고전압의 플라즈마 방전을 통해 고밀도 플라즈마를 상기 타겟(30)까지 효율적으로 수송 가능함을 의미하며, 상기 타겟(30)의 전압이 600V까지 증가함에 따라 일정하게 유지되는 상기 타겟(30)의 인가 전류 특성은 플라즈마의 밀도에 의해 상기 타겟(30)으로 공급되는 전류가 조절됨을 의미하며, 일정한 상기 타겟(30)의 인가 전류 조건에서 방전 전압을 다양하게 조절 가능함을 알 수 있다.
또한, 마그네트론 증착방법에서 사용하기 어려운 저전압 증착 및 600V 이상의 고전압 증착을 일정한 증착 전류를 유지하며 사용 가능함을 의미한다.
그리고, 도 7을 참조하여 보면, 상기 플라즈마발생부(20)의 방전 전류가 증가함에 따라 상기 타겟(30)으로 입사하는 이온 전류가 선형적으로 증가함을 알 수 있으며, 이는 상기 플라즈마발생부(20)의 방전 전류를 조절함에 따라 상기 타겟(30)에서 발생하는 증착 방전의 방전 전류 세기가 조절 가능함을 보여준다.
상세하게는, 상기 플라즈마발생부(20)에 전류를 인가하여 고전압의 플라즈마 방전을 통해 고밀도 플라즈마를 생성하고, 생성된 고밀도 플라즈마는 고전압의 플라즈마 방전에 의해 상기 타겟(30)까지 효율적으로 유동할 수 있게 된다.
상기 타겟(30)의 전압이 600V까지 증가함에 따라 일정하게 유지되는 상기 타겟(30)의 인가 전류 특성은 플라즈마의 밀도에 의해 상기 타겟(30)으로 공급되는 전류가 조절됨을 의미하고, 일정한 상기 타겟(30)의 인가 전류 조건에서 방전 전압을 다양하게 조절 가능함을 알 수 있다.
이하에서는 도 8을 참조하여 방전 전류와 증착률을 살펴보기로 한다.
본 발명에서는 상기 타겟(30)과 상기 기판(40) 사이의 거리가 180밀리미터이고, 상기 타겟(30)의 인가 전압이 500V인 실험 조건에서 실시한 실험 결과를 예를 들어 설명하기로 한다.
상기 고밀도 플라즈마의 방전 전류의 변화에 따른 증착률의 변화를 살펴보면, 고밀도 플라즈마의 방전 전류가 40A에서 100A까지 변화되는 동안 증착률은 대략 90nm/min에서 160nm/min까지 변화되는 실험 결과를 도출할 수 있다.
이처럼, 방전 전류가 증가하게 되면 상기 기판(40)의 표면 증착률이 향상되는 현상을 다수의 실험 결과를 통해 알 수 있으며, 상기 기판(40)의 증착률은 약 160nm/min까지 상승할 수 있고, 이로 인해 고속 증착이 가능함을 알 수 있다.
이하에서는 도 9를 참조하여 상기 타겟(30)의 사용 효율성을 살펴보기로 한다. 첨부된 도면 도 9는 본 발명에 의한 실시 예에 따른 고밀도 플라즈마를 이용한 증착 장치에 의해 증착 공정이 진행된 타겟(우측)과, 일반적인 마그네트론 증착 공정이 진행된 타겟(좌측)의 사진이다.
마그네트론 증착에 의해 증착 공정이 진행된 상기 타겟(30)의 표면은 약 30％ 미만의 영역에서 증착이 집중적으로 발생됨을 알 수 있으며, 본 발명에서 제시된 고밀도 플라즈마를 이용한 증착 장치에 의해 증착 공정이 진행된 상기 타겟(30)에는 표면적의 약 90％ 이상의 면적에서 스퍼터링이 발생함을 알 수 있다.
이를 통해 상기 타겟(30)의 사용 효율이 크게 향상되는 실험 결과를 알 수 있으며, 실험 결과에 의해 본 발명의 실시 예에서는 고효율의 상기 타겟(30) 사용율을 얻음과 공시에 고속 스퍼터링이 가능함을 알 수 있다.
이하에서는 상기와 같이 구성되는 본 발명에 의한 증착 장치를 이용한 고속 증착 방법을 살펴보기로 한다.
도 10은 본 발명에 의한 실시 예에 따른 고밀도 플라즈마를 이용한 증착 방법의 진행을 나타낸 순서도이다. 이를 참조하여 보면, 상기 플라즈마발생부(20)에서 고밀도 플라즈마를 발생시키는 제1단계(61)가 진행된다.
이때, 사용자는 고속 증착 장치에 전원을 인가하게 되고, 전원의 인가에 의해 상기 플라즈마발생부(20)와, 상기 제1자장코일(52)과 상기 제2자장코일(54) 및 상기 타겟(30)과 상기 기판(40)에 전원이 인가된다.
상기 제1단계(61)의 진행에 따라 상기 플라즈마발생부(20)에서 고밀도 플라즈마를 발생시키면, 상기 자기장발생부(50)에서 전원의 인가에 의해 자기장이 발생하게 되는 제2단계(62)가 진행된다.
상기 제2단계(62)의 진행에 의해 상기 연결부와 상기 타겟(30)의 주위 공간에는 자기장이 형성된다. 상기 제2단계(62)의 진행에 의해 상기 연결부와 상기 타겟(30)의 주위 공간에 자기장이 형성되면, 형성되는 자기장에 의해 상기 플라즈마발생부(20)에서 상기 챔버(10)의 내부 공간으로 유동하는 고밀도 플라즈마의 유동 방향이 안내되는 제3단계(63)가 진행된다.
상기 제3단계(63)의 진행에 의해 상기 타겟(30) 또는 상기 기판(40)을 향하여 안내되는 고밀도 플라즈마는 상기 타겟(30) 또는 상기 기판(40)을 통과하면서 상기 타겟(30) 또는 상기 기판(40)의 표면을 활성화하는 제4단계(64)가 진행된다.
고밀도 플라즈마가 상기 타겟(30)으로 안내되면 상기 제4단계(64)의 진행에 의해 상기 타겟(30)의 표면은 활성화되고, 활성화된 상기 타겟(30)의 표면에서 발산되는 전자는 상기 기판(40)의 표면으로 유동하여 증착되면서, 상기 기판(40)의 표면을 고속 증착하게 된다.
그리고, 고밀도 플라즈마가 상기 기판(40)으로 안내되면 상기 제4단계(64)의 진행에 의해 상기 기판(40)의 표면은 활성화되고, 상기 기판(40)의 활성화된 표면의 원자가 이물질 또는 전자와 결합하여 방출됨으로써 상기 기판(40)의 표면을 세정하는 기능을 수행하게 된다.
이러한 본 발명에 의해 자기장을 통해 유도되는 고밀도 플라즈마의 유동 및 충돌 거동 분석을 통해 증착률 향상에 효과적인 자장 구조를 결성할 수 있게 되며, 유동 플라즈마 및 스퍼터링된 입자들의 충돌에 의한 여기 및 이온화가 증착률 향상에 기여하는 주요 인자임을 알 수 있다.
본 발명은 고밀도 플라즈마 스퍼터링을 이용한 고속 증착 장치 및 방법에 관한 것으로, 상기 기판의 표면을 증착하는 증착률이 향상되고, 상기 타겟의 표면에서 상기 기판의 표면으로 증착되는 속도가 향상되는 효과를 기대할 수 있으며, 이 외에도 다수의 많은 효과들에 의해 고속 증착 장치를 사용하는 산업에 있어서 효과를 가지는 발명이라 할 수 있으므로 산업상 그 이용 가능성이 크다 할 것이다.
10.챔버 20. 플라즈마발생부
30. 타겟 40. 기판
50. 자기장발생부 52. 제1자장코일
54. 제2자장코일 56. 제3자장코일
61. 제1단계 62. 제2단계
63. 제3단계 64. 제4단계

Claims (10)

  1. 내부 공간의 유체를 외부 공간으로 배출하는 배출구를 가지는 챔버;
    상기 챔버의 내부 공간으로 고밀도 플라즈마를 발산하는 플라즈마발생부;
    상기 고밀도 플라즈마의 안내를 위한 자기장을 형성하는 자기장발생부;
    상기 자기장에 의해 안내되는 상기 고밀도 플라즈마에 의해 활성화되는 타겟; 및
    상기 타겟의 활성화에 의해 증착되는 기판; 을 포함하여 구성되는 고밀도 플라즈마를 이용한 증착 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 플라즈마발생부에서 발산되는 고밀도 플라즈마는 상기 자기장발생부에 의해 형성되는 자기장에 의해 이동 경로의 변환이 가능한 고밀도 플라즈마를 이용한 증착 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판은 상기 고밀도 플라즈마의 이동 경로에 따라 선택적으로 증착 또는 세정되는 고밀도 플라즈마를 이용한 증착 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 자기장발생부는,
    상기 플라즈마발생부에서 발산되는 플라즈마를 상기 챔버의 내부 공간으로 이동하도록 안내한는 제1자장코일;
    상기 제1자장코일에 의해 안내되는 상기 플라즈마를 상기 타겟으로 안내하는 제2자장코일; 및
    상기 제1자장코일에 의해 안내되는 상기 플라즈마를 상기 기판으로 안내하는 제3자장코일; 을 포함하여 구성되는 고밀도 플라즈마를 이용한 증착 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 플라즈마발생부에서 상기 고밀도 플라즈마가 발산되는 부분의 가상 연장선은 상기 기판과 상기 타겟 사이에 위치하는 고밀도 플라즈마를 이용한 증착 장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 제2자장코일과 상기 제3자장코일은 상호 교호되게 동작하면서 자기장을 발생시키는 고밀도 플라즈마를 이용한 증착 장치.
  7. 플라즈마발생부에서 고밀도 플라즈마를 발생시키는 제1단계;
    상기 고밀도 플라즈마에 의해 반응하여 활성화되는 타겟과, 표면 처리를 위한 기판이 내부 공간에 위치하는 챔버에 결합되는 자기장발생부에서 상기 고밀도 플라즈마를 안내하는 자기장을 발생시키는 제2단계;
    상기 자기장에 의해 상기 고밀도 플라즈마가 상기 타겟 또는 상기 기판으로 안내되는 제3단계;
    상기 고밀도 플라즈마에 의해 상기 기판이 표면 처리되는 제4단계; 를 포함하여 구성되는 고밀도 플라즈마를 이용한 증착 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제4단계는, 상기 고밀도 플라즈마가 상기 타겟으로 안내되어 타겟의 표면 활성화에 의해 상기 기판의 표면을 증착하는 고밀도 플라즈마를 이용한 증착 방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 제4단계는,
    상기 고밀도 플라즈마가 상기 기판으로 안내되어 표면 활성화에 의해 상기 기판의 표면을 세정하는 고밀도 플라즈마를 이용한 증착 방법.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 제4단계는,
    상기 고밀도 플라즈마를 상기 기판으로 안내하여 상기 기판의 표면을 세정한 다음, 상기 고밀도 플라즈마를 상기 타겟으로 안내하여 상기 타겟의 표면을 활성화시키면서 상기 기판의 표면 처리를 진행하는 고밀도 플라즈마를 이용한 증착 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN106062925A (zh) * 2014-03-06 2016-10-26 应用材料公司 霍尔效应增强电容耦合等离子体源、消除系统及真空处理系统
KR20170058397A (ko) * 2014-09-18 2017-05-26 플라즈마 앱 리미티드 박막 제조를 위한 가상 음극 증착 장치 및 방법

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