KR20130081230A - 물리적 기상 증착용 챔버 - Google Patents

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Abstract

물리적 기상 증착용 챔버(200; 300; 400; 500; 600; 700; 900; 1000)가 제공된다. 챔버는 하우징(210; 310; 410; 510; 610; 710; 910; 1010), 하우징을 개방 및 폐쇄하기 위한 도어(220; 320; 420; 520; 620; 720; 920; 1020; 1100; 1220); 및 타겟(230)을 수용하기 위한 베어링(240; 340; 440; 540; 640; 740; 1140; 1240)을 포함하고, 베어링은 제 1 방향(260)으로 지향된다. 게다가, 챔버는 타겟이 제 1 방향으로 챔버로부터 적어도 부분적으로 제거가능하도록 적응된다. 실시예에 따르면, 물리적 기상 증착용 챔버(200; 300; 400; 500; 600; 700; 900; 1000)가 제공된다. 챔버는 적어도 하나의 타겟(230) 및 기판을 수용하도록 적응된다. 챔버는 하우징; 도어; 및 타겟을 장착하기 위한 적어도 하나의 베어링을 포함하고, 베어링은 도어에 부착된다.

Description

물리적 기상 증착용 챔버{CHAMBER FOR PHYSICAL VAPOR DEPOSITION}
본 발명의 실시예들은 물리적 기상 증착용 챔버에 관한 것이다. 특히 그것들은 도어 및 하우징을 포함하는 챔버에 관한 것이다. 특히, 그것들은 스퍼터 증착 챔버에 관한 것이다. 게다가, 실시예들은 물리적 기상 증착용 챔버의 유지보수의 방법에 관한 것이다. 본 발명의 실시예들은 막 박들의 증착 및 코팅들에 사용되는 장비, 공정들 및 물질들에 관련된 나노-제조 기술 해결책들에 관한 것이고, 대표적인 예들은: 반도체 및 유전체 물질들 및 장치들, 실리콘-기반 웨이퍼들, 평판 디스플레이들(TFT들과 같은), 마스크들 및 필터들, 에너지 변환 및 저장(광 전지들, 연료 전지들, 및 배터리들), 반도체를 이용한(solid-state) 발광소자(LED들 및 OLED들과 같은), 자성 및 광학 저장, 마이크로 전자기계적 시스템들(MEMS) 및 나노 전자기계적 시스템들(NEMS), 마이크로-광학 및 광전자 소자들, 건축용 및 자동차용 유리들, 금속 및 폴리머 포일들용 금속화 시스템들 및 패키징, 및 마이크로 및 나노 몰딩에 관련된 애플리케이션들을 포함한다(그러나 이에 제한되지 않음).
물리적 기상 증착은 종종 다양한 애플리케이션들에 대해 이용된다. 예를 들면, CD 및 DVD들과 같은 상이한 데이터 매체들은 물리적 기상 증착 공정에서 코팅된다. 그러나, 또한 포일들, 툴들 및 마이크로전자 장치들은 이러한 방법에 의해 생산된다. 물리적 기상 증착용 챔버들은 물질이 증착될 기판 및 물질들이 생성되는 타겟을 선택적으로 포함한다.
거의 모든 금속들은 증착될 물질로서 사용될 수 있다. 공정 가스는 물리적 기상 증착 챔버 안으로 도입된다. 종종, 타겟은 캐소드로서 사용되고, 기판은 애노드로서 사용된다. 애노드와 캐소드 사이에 전압을 인가함으로써, 그 사이이의 가스는 플라즈마가 된다. 공정 가스의 플라즈마에서의 입자들은 타겟과 반응할 수 있고, 입자들을 타겟 물질로부터 해방시킬(release) 수 있다. 타겟 물질의 입자들은 기판의 표면 상에 증착된다.
타겟의 증착 물질이 소진되면, 타겟은 챔버로부터 제거되어야 하고, 새로운 타겟으로 교체되어야 한다. 또한, 챔버는 때때로 세정되어야 하며, 그에 의해 기판 상에 증착되지 않았지만 타겟 물질 입자들의 확산에 기인하여 챔버의 부분들(예를 들면, 챔버 벽들, 타겟 주변부(periphery) 등)에 증착되었던 타겟 물질을 제거해야 한다.
타겟을 제거하는 단계 및 타겟의 주변부 또는 타겟 자체가 교체된 다음 그것을 다시 장착하는 단계는 챔버의 유지보수에 필요한 일정 양의 시간을 점유한다. 따라서, 긴-수명의 타겟들 및 일정 양에 대한 물질의 확산을 제한하는 공정 조건들은 생산 시간의 과도한 손실을 방지하기 위한 일반적인 수단이다.
실시예에 따르면, 물리적 기상 증착용 챔버가 제공된다. 챔버는 하우징; 상기 챔버를 개방 및 폐쇄하기 위한 도어; 및 타겟을 수용하기 위한 베어링을 포함하고, 상기 베어링은 제 1 방향으로 지향되며, 상기 챔버는 상기 타겟이 상기 제 1 방향으로 상기 챔버로부터 적어도 부분적으로 제거가능하도록 적응된다.
실시예에 따르면, 적어도 하나의 타겟 및 기판을 수용하도록 적응된 물리적 기상 증착용 챔버가 제공된다. 상기 챔버는 하우징, 상기 챔버를 개방 및 폐쇄하기 위한 도어, 및 상기 타겟을 장착하기 위한 적어도 하나의 베어링을 포함하고, 상기 베어링은 상기 도어에 부착된다.
본 발명의 추가 양상들, 장점들 및 특징들은 종속 청구항들, 상세한 설명 및 첨부된 도면들로부터 명백하다.
본 발명의 상술한 특징이 상세히 이해될 수 있도록 하기 위하여, 위에서 간략히 요약한 본 발명의 더욱 구체적인 설명이 실시예를 참조하여 이루어질 수 있다. 첨부된 도면들은 본 발명의 실시예들에 관한 것이고 다음에 설명된다:
도 1a는 간략화된 챔버 기하형상의 예를 도시한다;
도 1b는 도 1a의 간략화된 챔버 기하형상의 예의 측면도를 도시한다;
도 2a는 해당 기술분야에서 알려진 물리적 기상 증착 챔버의 개략적인 사시도를 도시한다;
도 2b는 도 2a의 물리적 기상 증착 챔버의 개략적 측면도를 도시한다;
도 3a는 여기에서 설명된 실시예들에 따른 물리적 기상 증착 챔버의 개략적인 사시도를 도시한다;
도 3b는 도 3a의 물리적 기상 증착 챔버의 개략적인 측면도를 도시한다;
도 3c는 여기에서 설명된 실시예들에 따른 물리적 기상 증착 챔버의 개략적인 측면도를 도시한다;
도 4a는 여기에서 설명된 실시예들에 따른 물리적 기상 증착 챔버의 개략적인 사시도를 도시한다;
도 4b는 도 4a의 물리적 기상 증착 챔버의 개략적인 측면도를 도시한다;
도 5a는 여기에서 설명된 실시예들에 따른 물리적 기상 증착 챔버의 개략적인 사시도를 도시한다;
도 5b는 도 5a의 물리적 기상 증착 챔버의 개략적인 측면도를 도시한다;
도 5c는 여기에서 설명된 실시예들에 따른 물리적 기상 증착 챔버의 실시예들의 개략적인 사시도를 도시한다;
도 6a는 여기에서 설명된 실시예들에 따른 물리적 기상 증착 챔버의 개략적인 사시도를 도시한다;
도 6b는 도 6a의 물리적 기상 증착 챔버의 개략적인 측면도를 도시한다;
도 7a는 여기에서 설명된 실시예들에 따른 물리적 기상 증착 챔버의 개략적인 사시도를 도시한다;
도 7b는 도 7a의 물리적 기상 증착 챔버의 개략적인 측면도를 도시한다;
도 8a는 여기에서 설명된 실시예들에 따른 물리적 기상 증착 챔버의 개략적인 사시도를 도시한다;
도 8b는 도 8a의 물리적 기상 증착 챔버의 개략적인 측면도를 도시한다;
도 9a는 여기에서 설명된 실시예들에 따른 물리적 기상 증착 챔버의 개략적인 사시도를 도시한다;
도 9b는 도 9a의 물리적 기상 증착 챔버의 개략적인 측면도를 도시한다;
도 9c는 여기에서 설명된 실시예들에 따른 물리적 기상 증착 챔버의 실시예들의 개략적인 사시도를 도시한다;
도 10a는 여기에서 설명된 실시예들에 따른 물리적 기상 증착 챔버의 개략적인 사시도를 도시한다;
도 10b는 여기에서 설명된 실시예들에 따른 개방된 상태에서 도 10a의 물리적 기상 증착 챔버의 개략적인 측면도를 도시한다;
도 11a는 여기에서 설명된 실시예들에 따른 물리적 기상 증착 챔버용 도어의 개략적인 사시도를 도시한다;
도 11b는 도 11a의 물리적 기상 증착 챔버용 도어의 저면도(bottom view)를 도시한다; 및
도 12는 여기에서 설명된 일부 실시예들에 따른 물리적 기상 증착 챔버용 도어의 개략적인 사시도를 도시한다.
본 발명의 다양한 실시예들에 대한 참조가 이제 상세하게 이루어질 것이고, 이들의 하나 또는 둘 이상의 예들은 도면들에 도시된다. 도면들의 다음의 설명 내에서, 동일 참조 부호들은 동일 컴포넌트들을 지칭한다. 일반적으로, 개별 실시예들에 대한 차이점만이 설명된다. 각 예는 본 발명의 설명을 통하여 제공되고, 본 발명의 제한으로서 의미되지 않는다. 예를 들면, 일 실시예의 일부로서 도시되거나 설명된 특징들은 추가 실시예를 더 산출하기 위해 다른 실시예들에 또는 그와 함께 사용될 수 있다. 본 발명이 이러한 수정들 및 변형들을 포함함이 의도된다.
다음에서, 설명에 사용된 방향들이 설명된다. 간략화되지만 참조를 제한하지 않고, 사용된 방향 용어들의 설명을 위해, 폐쇄된 챔버의 개략적인 예가 도 1a에 도시된다. 예시적으로, 타겟들(30)은 챔버(10) 내부에 대시 선들로 도시된다. 도 1a는 수직 방향으로 챔버를 도시한다. 도 1b는 도 1a의 수평 방향으로 챔버를 도시한다.
방향(60)은 제 1 방향으로서 표시된다. 다음 설명에 사용된 바와 같은 제 1 방향은 챔버 내에 장착될 수 있는 타겟의 축 방향을 따라 이어지는 것으로 이해되어야 한다. 축 방향은 보통 타겟의 길이 방향이다. 제 2 방향(70)은 제 1 방향(60)에 실질적으로 수직이다. 제 3 방향(65)은 제 1 방향(60)에 실질적으로 수직이다.
이러한 문맥에서 용어 "실질적으로 수직한"은 실질적으로 수직으로 표시되고 있는 방향들 사이의 각도가 어느 정도 직각을 벗어날 수 있음을 의미한다. 예를 들면, 방향들 사이의 각도는 특정 챔버 설계에 기인하여 변할 수 있다.
제 1, 제 2 및 제 3 방향이 챔버의 방향으로 독립됨을 도 1b에서 알 수 있다. 도 1a 및 도 1b에 도시된 도면에서, 방향들(60, 70 및 65)은 서로에 대하여 실질적으로 수직이다. 그러나, 제 1, 제 2 및 제 3 방향 사이의 각도는 챔버의 설계에 따라 변할 수 있다.
도 2a는 공지된 바와 같은 물리적 기상 증착(PVD) 챔버(100)를 도시된다. 챔버(100)는 하우징(110) 및 도어(120)를 포함한다. 챔버(100)의 도어(120)는 개방되고 타겟들(130)이 보일 수 있다. 챔버(100)의 도어(120)는 하우징(110)의 도어-개구(150)를 덮을 수 있는 덮개로서 배열된다.
도 2b에서, 도 2a의 PVD 챔버(100)는 폐쇄된 위치에서의 측면도로 도시된다. 타겟들(130) 중 하나는 대시 선들로 도시되며, 타겟(130)이 챔버(100) 내부에 놓임을 표시한다.
이러한 문맥에서, 도시된 챔버들은 박 막들을 증착하는 방법들에 적응된다. 선택적으로, 진공은 물질의 기화된 형태의 응결에 의해 물질을 증착하기 위해 사용된다. 공정은 고압 진공 증발 및 플라즈마 발생과 같은 단계들을 포함할 수 있다. 챔버는 공정의 양호한 결과를 위한 조건들을 제공하기 위한 장치들(미도시), 예를 들면, 진공 펌프들, 가열기들, 냉각 장치들, 가스 유입구들 및 배출구들 등을 가질 수 있다.
챔버의 세정은 시간이 걸리고, 증착 공정의 중단이 필요하다. 세정 공정을 단순화하기 위해, 타겟 주변부가 종종 제공된다. 선택적으로, 타겟 주변부는 챔버 벽들의 일부들을 덮는다. 타겟 주변부에 의해, 단일 부품의 주변부가 챔버의 외부에서 교체되고 세정되기 때문에 챔버의 세정은 촉진된다.
그럼에도 불구하고, 타겟의 조립 및 분해는 세정 또는 소모된 타겟의 교체를 위한 공지된 설계들의 챔버들에서 필요하다. 사실에 상관없이, 세정 및 교체 공정들은, 타겟 자체 또는 챔버의 주변부가 교체되는 경우, 효율성을 감소시킨다.
예를 들면, 타겟이 교체되어야 하는 경우, 도어(120)는 개방되고 타겟들(130)은 챔버(100)의 제 2 방향(170)으로부터만 도달될 수 있다. 다시 말하면, 타겟은 타겟의 길이 축에 실질적으로 수직한 방향으로 제거된다. 챔버의 후방 측(111)으로부터 전방 측(112)을 의미하는 제 2 방향(170)으로 타겟을 제거하기 위해, 일부 리프팅(lifting) 장치는 타겟을 제 2 방향(170)으로 리프팅하기 위해 제공되어야 한다. 따라서, 타겟이 제거될 때까지 복잡한 절차가 수행될 것이다.
예를 들면, 여기에서 설명된 타겟은 선택적으로 50㎏ 내지 700㎏, 보다 선택적으로 100㎏ 내지 600㎏, 및 더욱 선택적으로 200㎏ 내지 500㎏의 무게에 이를 수 있다. 따라서, 타겟이 방향(170)으로 제거될 때까지 상당한 힘이 인가된다.
공지된 설계의 챔버 및 한 예로서 추가 예에서, 타겟 주변부(135)는 세정된다. 도어(120)는 개방되고 타겟들(130)은 타겟 주변부 및 챔버(100)의 내부 측에 이르는데 방해된다. 따라서, 타겟들(130)은 그것들이 아직 소모되지 않았을 지라도 이전의 예에 설명된 바와 같이 제거 및 리프팅되어야 한다. 챔버 세정 후에, 타겟은 다시 상당한 힘 및 챔버 내에 타겟을 위치시키기 위한 기술 수단을 이용하여 다시 챔버에 위치된다.
챔버를 세정하고 타겟을 교체하는 두 예들은 PVD 챔버의 수명 동안 어떤 간격들로 수행되어야 하는 귀찮은 공정들을 설명한다. 예를 들면, 타겟은, 챔버가 디스플레이 애플리케이션들에서 스퍼터링 공정을 위해 사용되는 경우, 1주일에 한번 교체될 수 있다. 세정 절차들 사이의 시한은 그런 식으로 사용된 시스템, 공정, 층 두께 및 파라미터들에 따라 변할 수 있다. 그러나, 다른 시간 범위들이 상이한 공정들에 대해 예상될 수 있다. 세정 및 유지보수는 생산을 지연시키고, 생산 공정을 덜 효율적으로 만들 수 있다. 이러한 절차들이 더 자주 반복되어야 할수록, 생산 공정은 더 비효율적이 된다.
도 3a는 여기에서 설명된 바와 같은 실시예를 도시한다. 하우징(210) 및 도어(220)를 갖는 PVD 챔버(200)가 제공된다. 챔버(210)는 개방된 상태로 도시된다. 챔버(200)의 제 1 방향(260)이 도시된다.
예시적으로, 2개의 타겟들(230)은 도시된 실시예들에서 보일 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 타겟들의 수는 2보다 작을 수 있다. 예를 들면, 단지 하나의 타겟이 제공될 수 있다. 추가 실시예들에 따르면, 타겟들의 수는 2보다 클 수 있다. 예를 들면, 타겟들의 수는 3, 적어도 3 또는 4일 수 있다.
선택적으로, 기판은 하우징에 위치된다. 도면들은 단순화를 위하여 기판을 도시하지 않는다. 일부 실시예들에 따르면, 단지 하나의 기판이 챔버에 있을 수 있다. 다른 실시예들에 따르면, 복수의 기판들이 있을 수 있다. 기판들의 수는 사용된 공정 및 챔버 크기, 챔버 물질 및 챔버 기구와 같은 챔버 특징들에 의존한다.
설명된 실시예들에서, 타겟들(230)은 실질적으로 원통 형상을 갖는다. 선택적으로, 타겟들의 형상은 원통 형상에서 벗어날 수 있다. 타겟 또는 타겟들의 형상은 타겟 물질이 기판 상에 증착되게 하는 임의의 적합한 형상을 가질 수 있다. 예를 들면, 타겟은 실질적으로 직사각형 형상, 평판의 형상, 중공 원통 등을 가질 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 타겟은 자기장을 이용한 스퍼터 공정에 적응되는 형상을 가질 수 있다.
하우징(210)은 이를 통하여 하우징의 내측에 도달될 수 있는 도어-개구(250)를 가진다. 도어-개구(250)를 통한 접근은 챔버를 세정하기 위해, 챔버의 부품들을 교체하기 위해, 유지보수 목적들 등을 위해 사용된다.
게다가, 여기에서 설명된 실시예들에 따른 챔버는 기판용 유입구, 공정 가스용 유입구, 전원 공급부, 진공 펌프들, 가열기들, 냉각 장치, 구동 유닛들, 타겟을 회전하기 위한 컴포넌트들, 자기장을 발생하기 위한 장치들 등과 같은 복수의 특징들을 가질 수 있다.
도 3a에서 볼 수 있는 실시예들에 따르면, 타겟은 하우징(210)에 장착되어 고정된다. 타겟들(230)은 하우징(210)의 바닥 측 상에 장착된다. 다른 실시예들에 따르면, 타겟들(230)은 또한 하우징(210)의 상면 측 상에 장착될 수 있다. 그러나, 설명된 실시예에서, 타겟들(230)은 제 2 방향(270)으로 더 큰 연장을 갖는 챔버의 측 상에 장착된다.
제 2 및 제 3 방향은 제 1 방향에 실질적으로 수직이다. 제 2 방향은 폐쇄된 위치에서 도어에 의해 제공되는 평면에 실질적으로 수직한 것으로 설명될 수 있다.
만일, 도어에 의해 제공된 평면이 평탄하게 형성되지 않으면, 도어의 평면은 그의 수직한 평면이 제 1 방향에 수직한 것으로 이해되어야 한다.
제 3 방향은 또한 타겟들이 가상 선을 통하여 연결될 수 있는 방향인 것으로 설명될 수 있다. 타겟들을 연결하는 가상 선은 제 2 및 제 3 방향에 의해 형성되는 평면에 있다.
게다가, 타겟용 베어링들(240)이 제공된다. 선택적으로 베어링들의 수는 타겟들의 수에 대응한다.
베어링은 제 1 방향(260)으로 지향된다. 베어링이 제 1 방향(260)으로 지향된 타겟의 축 방향으로 타겟을 수용할 수 있음이 이해될 것이다. 베어링은 제 2 및 제 3 방향에 의해 형성된 평면으로 연장하는 홀딩(holding) 부분을 가질 수 있다. 홀딩 부분은 타겟의 단부 또는 일부를 수용할 수 있다.
실시예에 따르면, 도어(220) 및 하우징(210)은 챔버(200)를 형성하도록 형상에서 서로 보충한다. 선택적으로, 도어(220) 및 하우징(210)에 각각 접합면들(mating surfaces; 280 및 281)이 제공되어 있다. 접합면들은, 접합면들(280 및 281)이 서로 접촉하는 경우, 챔버를 폐쇄하도록 구성된다.
일부 실시예들에 따르면, 여기에서 설명된 바와 같이, 챔버들의 접합면들은 진공이 챔버 내에서 유지되어 있음을 보증하는 밀봉 장치가 제공될 수 있다. 밀봉 장치(미도시)는 클램프 또는 탄성 물질, 그들의 조합 또는 PVD 챔버를 밀봉하기 위해 적합한 임의의 장치 또는 물질일 수 있다.
여기서 설명된 다른 실시예들과 결합될 수 있는 실시예들에 따르면, 하우징 및 도어는 조금만 중첩된다. 예를 들면, 도어 및 하우징은 밀봉 목적들 등을 위해 중첩될 수 있다.
도 3b에서 볼 수 있는 바와 같이, 도어(220)의 접합면들(280) 및 하우징(210)의 접합면(281)은 제 1 방향(260)으로 테이퍼링된 형상을 제공한다. 테이퍼링된 형상은 타겟들(230)이 제 1 방향(260)으로 챔버(200)로부터 제거되게 한다. 도 3b는 타겟(230)이 챔버 내에 위치되어 장착됨을 표시하는 대시 선들로 타겟(230)을 도시한다.
도어의 테이퍼링된 형상은 또한 타겟의 제 1 방향(260)에 대하여 실질적으로 대칭적이고, 제 3 방향(265)에 대하여 비대칭이 되도록 설명될 수 있다. 선택적으로, 제 2 방향(270)으로의 챔버 및 도어의 연장은 제 1 방향(260)으로의 챔버의 연장에 걸쳐 변화된다. 도 3a에서 볼 수 있는 바와 같이, 제 2 방향(270)은 또한 챔버의 깊이로서 표시될 수 있다.
여기에서 설명된 바와 같은 용어 "실질적으로 대칭"은 "실질적으로 대칭"으로 표시되어 있는 물체의 형상이 대칭 형태에서 어느 정도 변할 수 있음을 의미한다. 예를 들면, 챔버는 챔버 상에 대칭적으로 배열되지 않은 커넥터들, 유입구들, 배출구들, 전원 공급 장치들과 같은 복수의 장치들을 가질 수 있다. 게다가, 실질적으로 대칭인 챔버 자체의 형상은 대칭에서 벗어날 수 있다.
용어 "비대칭"은 "비대칭"인 것으로 표시된 형상이 대칭이 아님을 의미한다. 예를 들면, 선은 챔버를 2 부분들로 분리한다. 이러한 선에 대한 비대칭은 챔버의 한 부분의 임의의 점이 챔버의 다른 부분의 대응하는 점과 반대 부호를 갖는 동일한 좌표를 갖지 않음을 의미한다. 대응하는 점은 분리 선에 대하여 동일한 절대 거리를 갖는 점일 수 있다. 비대칭은 실질적으로 대칭되는 것으로 표시되는 물체를 지칭하지 않는다.
도 3b의 폐쇄된 챔버의 개략적인 측면도는 어떻게 타겟이 제 1 방향으로 제거될 수 있는지를 명백하게 한다. 방향(270)으로의 도어(220)의 연장은 타겟(230)이 제 1 방향(260)으로, 즉, 도 3b를 고려하면 좌측으로 제거될 수 있도록 선택된다. 타겟(230)은 도 3b에서 볼 수 있는 바와 같이 챔버의 우측 상에 장착된다. 선택적으로, 베어링(240)은 타겟(230)을 장착 및 홀딩하기 위해 챔버에 제공된다.
베어링이 위치되거나 베어링이 부착되는 챔버의 측은 베어링 측으로서 표시된다. 일부 실시예들에 따르면, 제 1 방향(260)으로 베어링 측에 대향하는 측은 베어링 측의 반대 측인 것으로 설명될 수 있다. 선택적으로, 베어링 측의 반대 측은 베어링 측을 향하는 챔버의 측으로서 이해될 수 있다.
도 3c는 여기서 설명된 다른 실시예들과 결합될 수 있는 실시예들을 도시한다. 도 3b의 실시예에서, 도어(220) 및 하우징(210)은 실질적으로 동일한 형상을 갖는다. "실질적으로 동일한 형상"은 이러한 문맥에서, 예를 들면, 베어링 측의 반대 측에서 제 2 방향(270)으로의 도어의 연장이 실질적으로 베어링 측에서 하우징의 연장만큼 큼을 의미한다. 하우징(210) 및 도어(220)는 유사한 기하학적 형상을 가질 수 있지만, 상이한 PVD 공정용 컴포넌트들을 포함할 수 있다.
보통, 및 특히 하우징 및 도어가 동일한 형상을 갖는 경우들에서, 도어는 챔버를 개방하기 위해 이동되도록 적응되는 챔버의 그 일부로서 고려된다. 하우징은 보통 일정한 위치의 챔버의 그 일부이다. 예를 들면, 하우징은 지하와의 접촉을 제공하기 위해 및 안정하고 정렬된 위치를 허용하기 위해 피트(feet) 등이 구비될 수 있다. 대부분의 실시예들에서, 도어는, 그것이 단지 하우징에 대한 그것의 접촉에 의해 지지되기 때문에, 동등한 수단이 제공되지 않는다.
선택적으로, 하우징 및 도어는 유사한 형상을 가질 수 있지만 크기가 상이하거나 상이한 물질들 또는 물질 두께들로 이루어질 수 있다.
일부 실시예들에 따르면, 제 1 방향으로의 챔버의 연장은 전형적으로 1.2m 내지 3.5m, 보다 전형적으로 1.7m 내지 3.0m 및 더욱 전형적으로 2.2m 내지 2.7m 정도까지일 수 있다.
여기에서 설명된 다른 실시예들과 결합될 수 있는 실시예들에 따르면, 캐소드 또는 타겟은 축 방향에 따른 길이가 전형적으로 1.0m 내지 3.5m, 보다 전형적으로는 1.5m 내지 3.0m, 더욱 전형적으로는 2.0m 내지 2.5m 정도까지 이를 수 있다. 여기에서 설명된 챔버의 특정 형상은 타겟이 타겟의 축 방향으로 전형적으로 약 10㎜ 내지 1000㎜, 보다 전형적으로 약 20㎜ 내지 500㎜, 및 더욱 전형적으로 약 50㎜ 내지 100㎜로 이동되게 한다. 타겟의 축 방향, 즉, 제 1 방향으로 타겟을 이동시킴으로써, 타겟은 고정된 위치에서 베어링의 밖으로 각각 제거된다. 그것은 타겟이 챔버로부터 적어도 부분적으로 제거될 수 있음을 의미한다. 예를 들면, 타겟은, 방향(260)으로 100㎜로 제거가능한 것과 같은 베어링 밖으로 정의된 거리로 제거될 수 있다.
제 1 방향(260)으로 어떤 양의 타겟을 리프팅한 다음, 캐소드는 잡혀지고 챔버로부터 다른 방향으로 제거될 수 있다. 추가 실시예에 따르면, 타겟은 그것의 전체 길이에 따라 타겟의 축 방향으로 또는 챔버의 제 1 방향(260)으로 챔버로부터 제거된다.
여기에서 설명된 실시예들에 따르면, 챔버의 타겟 주변부(235)는 용이하게 도달될 수 있다.
여기에서 설명된 실시예들에 따르면, 타겟 주변부는 적어도 부분적으로 타겟들을 둘러싸는 공간일 수 있다. 여기에서 설명된 다른 실시예들과 결합될 수 있는 여기에서 설명된 실시예들에 따르면, 타겟 주변부는 적어도 부분적으로 타겟을 둘러싸는 공간에서의 컴포넌트들을 지칭할 수 있다. 타겟 주변부의 컴포넌트들은 특별히 형성된 시트들, 박스들, 덮개들 등일 수 있다. 실시예들에 따르면, 타겟 주변부들은 챔버의 벽들을 덮기 위한 부품을 포함할 수 있다.
타겟들(230)은, 하우징(230)의 상면 측이 방향(270)으로 바닥 측보다 넓은 범위를 갖는 경우, 하우징의 상면 측 상에 장착될 수 있다.
이러한 문맥에서 사용된 바와 같은 "하우징"은 PVD 공정을 수행하기 위한 컴포넌트들의 적어도 일부를 하우징하는 몸체로서 이해되어야 한다. 예를 들면, 하우징에서, 기판, 타겟 주변부의 부품, 가스 유입구들, 가스 배출구들, 전력 공급 컴포넌트들, 처리될 재료용 홀딩 부품 등이 위치되어 있을 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 하나 또는 둘 이상의 타겟들은 하우징에 위치된다. 하우징은 또한 접근 가능하거나 도어에 의해 개방 및 폐쇄될 수 있는 챔버의 일부가 되는 것으로 설명될 수 있다.
용어 "도어"가 이러한 본문에서 사용되는 경우, 용어는 도어에 의해 개방 및 폐쇄되는 몸체로의 접근을 허용하는 부재를 지칭한다. 예를 들면, 도어(220)에 의해, 운영자는 하우징(210)에 접근할 수 있다. 게다가, 도어는, 예를 들면, 진공이 내부에서 유지될 수 있게 하기 위해 하우징을 단단히 폐쇄할 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 도어는 또한 타겟용 베어링, 타겟, 가스 유입구 및/또는 배출구 등과 같은 일부 컴포넌트들을 포함할 수 있다.
게다가, 이러한 문맥에서, 용어 "베어링"은 타겟을 홀딩할 수 있는 컴포넌트들인 것으로 이해되어야 한다. 일부 실시예들에 따르면, 베어링은 둘 또는 그 초과의 부품들 사이에 정의된 상대적인 움직임을 허용하는 컴포넌트이다. 베어링은 롤링 부재들을 갖는 베어링 또는 접찰면들을 갖는 플레인 베어링(plane bearing)일 수 있다. 다른 실시예들에 따르면, 베어링은 도어에 또는 하우징의 벽에 위치되고, 적어도 부분적으로 타겟을 둘러싸는 컴포넌트이다. 다른 실시예들에 따르면, 베어링은 단지 타겟이 그것을 통하여 연장하는 하우징의 도어 또는 벽에서의 홀일 수 있다. 이러한 경우, 베어링은 임의의 형상을 가질 수 있다.
이러한 문맥에서 사용된 용어 "타겟"은 기판 상에 공급되어야 하는 물질의 조각 또는 기판에 공급될 물질로 코팅되는 조각을 지칭한다. 예를 들면, 타겟은 Al, Mo, MoNb, Ti, AlNd, Cu, CuMn, IGZO, Si, ITO, SiO, Mg, Cr 등으로 이루어질 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 타겟은 PVD 챔버 내의 캐소드의 기능을 제공할 수 있는 것으로 설명될 수 있다.
도 4a 및 도 4b는 도 3a 및 도 3b의 챔버(200)와 유사한 PVD 챔버(300)가 도시된다. 챔버(300)는 하우징(310) 및 도어(320)를 갖고, 이들의 설계는 근본적으로 도 3a 및 도 3b 또는 도 3c를 참조하여 설명된 바와 같은 설계일 수 있다. 또한, 타겟들(230)은 이전에 설명된 바와 같은 타겟들일 수 있다. 그러나, 실시예들에 따르면, 챔버는 회전하는 타겟에 적응될 수 있다. 이러한 목적을 위해, 구동 유닛(360)이 제공되고 타겟들(230)에 직접적으로 또는 간접적으로 부착된다. 예를 들면, 챔버는 커넥터들 등과 같은 구동 유닛 장치들을 가질 수 있고, 타겟들에 연결되어 있는 구동 유닛을 도울 수 있다. 구동 유닛은 타겟들(230)을 구동할 수 있다. 예를 들면, 구동 유닛(360)은 타겟들(230)을 회전하게 하는 모터일 수 있다.
일부 실시예들에 따르면, 하나의 구동 유닛이 모든 타겟들에 대해 제공될 수 있다. 다른 실시예들에 따르면, 각 타겟은 각각의 타겟이 독립적으로 구동될 수 있도록 각각의 구동 유닛을 가질 수 있다.
선택적으로, 구동 유닛은 챔버의 컴포넌트들을 구동하도록 적응된다. 예를 들면, 구동 유닛은 구동되는 타겟, 기판 또는 챔버의 다른 컴포넌트들의 회전 운동 또는 피벗 운동, 또는 심지어 선형 운동을 초래할 수 있다.
구동 유닛(360)은 또한 도 4b에서 측면도로 보일 수 있다. 챔버(300)는 베어링(340)을 갖는다. 선택적으로, 구동 유닛은 챔버의 베어링 측에 장착된다. 예를 들면, 여기에서 설명된 일부 실시예들에 따라 타겟의 베어링이 챔버의 상면 측상 있는 경우, 구동 유닛은 또한 챔버의 상면 측에 위치된다. 다시 말하면, 도시된 실시예에서의 구동 유닛은 제 2 방향(270)으로 더 커지는 챔버(300)의 측 상에 위치된다.
도 5a는 PVD 챔버의 다른 실시예를 도시한다. 하우징(410) 및 도어(420)를 갖는 챔버(400)가 도시된다. 도어 및 하우징은 방향(260)으로의 챔버(400)의 연장에 비하여 방향(270)으로의 실질적으로 균일한 연장을 갖는다. 타겟들(230)은 이전에 설명된 것과 동일한 타겟들일 수 있고, 하우징(410)에 위치 및 장착된다. 하우징(410)에서, 베어링들(440)은 바닥 측(470) 상에 제공되는데, 이는 또한 위의 정의와 조화되어 베어링 측으로 설명될 수 있다. 게다가, 실시예에서 도시된 하우징(410)은 개구들(480)을 제공하는데, 이는 하우징(410)의 베어링 측(470)의 반대 측(475)에 위치된다.
선택적으로, 개구들(480)은 베어링들(440), 타겟들(230)과 각각 정렬된다. 예를 들면, 개구들(480)은 개구들이 타겟들(230)의 가상 연장을 구성하도록 챔버(400)의 상면 상의 반대 측(475)에 배치된다. 일 실시예에 따르면, 개구들(480)의 형상은 타겟들(230)의 외부 형상과 유사하다. 예를 들면, 개구들(480)은 타겟들(230)의 원주와 동일한 형상을 가질 수 있지만, 치수는 선택적으로 조금 더 클 수 있다.
실시예에 따르면, 개구들의 형상은 타겟들(230)의 형상과 상이하다.
선택적으로, 개구들(480)의 형상은, 타겟들(230)이 제 1 방향(260)으로 이동되는 경우, 타겟들(230)이 통과하게 한다. 선택적으로, 개구들(480)은 타겟 개구들인 것으로 설명될 수 있다. 타겟 개구들은 적어도 타겟의 단면의 크기를 가질 수 있다. 이는 개구가 타겟의 길이 축에 수직한 방향으로 타겟의 치수의 크기를 가짐을 의미한다.
일부 실시예들에 따르면, 단지 하나의 개구(480)가 제공될 수 있다. 선택적으로, 하나의 개구의 형상은 둘 다의 타겟들(230)이 통과하게 하도록 설계될 수 있다. 2개보다 많은 타겟들이 제공되는 경우, 하나의 개구는 모든 타겟들이 통과하게 하도록 설계될 수 있다.
선택적으로, 개구들(480)의 수는 타겟들의 수에 대응한다.
도 5a에 도시된 실시예에 제한되지 않는 일부 실시예들에 따르면, 도어는 하우징의 설계에 적응된다.
하우징(410) 및 도어(420)는 중첩하는 부분들을 갖는다. 선택적으로, 도어(420)의 중첩하는 부분은 하우징의 타겟 개구를 폐쇄한다. 도 5b를 참조하여 볼 수 있는 바와 같이, 도어(420)는 미리 결정된 정도로 하우징의 벽들과 중첩한다. 선택적으로, 미리 결정된 정도는 도어가 챔버를 폐쇄할 수 있도록 선택된다. 챔버, 및 특히 챔버의 개구들을 도어에 의해 폐쇄함으로써, 온도, 압력, 가스 함량 등과 같은 챔버 내의 소정의 조건들은 챔버 내에서 유지될 수 있다. 따라서, 도어(420)는 개구들(480)이 폐쇄된 상태로 도어(420)에 의해 완전히 덮어지도록 제 2 방향(270)으로 적어도 개구들(480)까지의 거리로 하우징과 중첩한다.
일부 실시예들에 따르면, 도어 및 하우징은 개구들을 덮기 위해 중첩되지 않지만, 개구들을 폐쇄할 수 있는 장치들의 폐쇄가 제공될 수 있다. 타겟 개구/개구들을 덮도록 적응된 장치들은 덮개, 밀봉, 배리어, 금속 시트, 작은 도어 등일 수 있다.
도 5c는 여기에서 설명된 일부 실시예들에 따른 챔버를 도시한다. 도어(420) 및 하우징(410)은 접합면들(485 및 486)을 각각 갖는다. 접합면들(485 및 486)은 챔버가 폐쇄되는 경우 접촉된다. 여기에서 설명된 실시예들에 따르면, 타겟들(230)은 하우징(410)의 홀딩 장치(445) 상에 장착되는데, 이는 - 폐쇄된 상태에서 -적어도 부분적으로 도어(420) 내에 위치된다. 타겟들(230)용 베어링들(440)은 또한 홀딩 장치(445)에 위치된다.
실시예들에 따르면, 홀딩 장치는 챔버와 동일한 물질로 이루어진 시트일 수 있다. 홀딩 장치는 타겟들용 베어링들을 운반하도록 적응된다. 일부 실시예들에 따르면, 홀딩 장치는 베어링을 운반하기 위해 적합한 임의의 물질로 이루어질 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 홀딩 장치는 타겟들을 운반하도록 적응된다.
챔버로부터의 타겟의 제거는 챔버의 설계에 의해 용이하게 된다. 설명된 설계를 이용함으로써, 타겟은 제 1 방향(260), 즉, 타겟의 축 방향으로 챔버로부터 제거될 수 있다.
도 6a에서, 여기에서 설명된 바와 같은 실시예들이 보일 수 있다. 챔버(500)는 하우징(510) 및 도어(520)를 제공한다. 챔버(510)는 개방된 상태로 도시된다.
도어(520) 및 하우징(510)은 도 3a 및 도 3b에 대하여 설명된 형상과 유사한 형상을 가질 수 있다.
양상에 따르면, 도어(520) 및 하우징(510)은 챔버(500)를 형성하도록 형상에서 서로 보충한다. 선택적으로, 도어(520) 및 하우징(510)에 각각 접합면들(580 및 581)이 제공되어 있다. 접합면들은, 접합면들(580 및 581)이 서로 접촉하는 경우, 챔버를 폐쇄하도록 구성된다.
일부 실시예들에 따르면, 챔버의 접합면들은 진공이 챔버에서 유지되어 있음을 보증하는 밀봉 장치가 제공될 수 있다. 밀봉 장치(미도시)는 클램프 또는 탄성 물질, 그들의 조합 또는 PVD 챔버를 밀봉하기 위해 적합한 임의의 장치 또는 물질일 수 있다.
여기서 설명된 다른 실시예들과 결합될 수 있는 실시예들에 따르면, 하우징 및 도어는 조금만 중첩된다. 예를 들면, 도어 및 하우징은 밀봉 목적들 등을 위해 중첩될 수 있다.
하우징(510)은 이를 통하여 하우징의 내측에 도달될 수 있는 도어-개구(550)를 가진다. 도어-개구(550)는 챔버를 세정하기 위해, 챔버의 부품들을 교체하기 위해, 유지보수 목적들 등을 위해 사용된다.
도 6a에서 볼 수 있는 바와 같이, 제 2 방향(270)으로의 챔버 및 도어의 연장은 제 1 방향(260)으로의 챔버의 연장에 걸쳐 변화한다. 선택적으로, 접합면들(580 및 581)의 형상은 테이퍼링되는 것으로 설명될 수 있다. 다시 말하면, 도어(520)는 타겟의 제 1 방향(260)에 대하여 실질적으로 대칭이고, 제 3 방향(265)에 대하여 비대칭이다.
추가 실시예들에 따르면, 하우징의 형상은 도어의 형상과 유사할 수 있다. 예를 들면, 하우징은 제 1 방향에 대하여 실질적으로 대칭이고, 제 2 방향(270)에 대하여 비대칭이다.
선택적으로, 도어 및 하우징은 실질적으로 동일한 형상을 가질 수 있다. 예는 도 3c에 도시된다. 도 3c의 실시예에서, 도어(520) 및 하우징(510)은 실질적으로 동일한 형상을 갖는다. 다시 말하면, 베어링 측의 반대 측에서 2 방향(270)으로의 도어의 연장은 실질적으로 베어링 측에서 챔버의 연장만큼 크다. 하우징(510) 및 도어(520)는 유사한 기하학적 형상을 가질 수 있지만, PVD 공정용의 상이한 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 여기에서 설명된 다른 실시예들과 결합될 수 있는 실시예들에 따르면, 하우징 및 도어는 유사한 형상을 가질 수 있지만, 크기는 상이하고, 상이한 물질들 또는 물질 두께로 이루어질 수 있다. 도 3c에 도시된 기하형상은 또한 도 6a 및 도 6b에 대하여 설명된 바와 같은 PVD 챔버에 적용될 수 있다. 그것은 챔버의 기하형상이 도 3c에 도시된 바와 같을 수 있지만, 도 6a에 도시된 바와 같이, 타겟들(230)이 도어에 제공되는 것을 의미한다.
도 6a가 챔버의 제 2 방향(270)으로의 연장이 바닥 측(570)에서 더 작고 상면 측(575)에서 더 큼을 예시적으로 도시하지만, 여기에서 설명된 실시예들에 따른 하우징은 그 반대로, 즉, 바닥 측(570)에서 제 2 방향(270)으로의 연장이 더 크고, 상면 측(575)에서 방향(270)에서의 연장이 더 작도록 구성될 수 있다. 동일한 것이 도어의 기하형상에 대하여 유효하다.
도 6a에 도시된 실시예들에 제한되지 않는 일부 실시예들에 따르면, 타겟들(230)은 도어에 장착된다. 도어(520)는 타겟을 장착하기 위한 베어링들(540)을 갖는다. 베어링들(540)은 도어에 부착될 수 있다. 선택적으로, 베어링은 도어에 위치될 수 있다. 실시예들에 따르면, 베어링은 도어의 일부일 수 있다. 선택적으로, 베어링은 또한 사용된 베어링의 유형에 따라 도어에 다르게 적용될 수 있다. 베어링의 유형은 차례로 타겟에 의존하고 수행될 공정에 따라 변할 수 있다.
타겟들은 도 3a 및 도 3b를 참조하여 위에서 설명된 것과 동일할 수 있다. 타겟들(230)은 제 2 방향(270)으로 더 큰 연장을 갖는 도어의 측에 장착된다. 따라서, 실시예에서, 타겟들(230)은 도어(520)의 바닥 측(570) 상에 장착될 수 있다. 제 2 방향(270)으로의 도어의 연장이 상면 측에서 더 큰 실시예에 따르면, 타겟들(230)은 도어의 상면 측(575) 상에 장착될 것이다.
도 6b의 폐쇄된 위치에서 챔버의 측면도는 어떻게 도어(520)가 하우징(510)에 관하여 형성되는지를 도시할 것이다. 타겟(230)이 도어에 장착되고 제 1 방향(260)으로 하우징 안으로 연장되기 때문에, 타겟(230)은 도어를 개방함으로써 하우징(230)으로부터 제거된다. 따라서, 도어의 적어도 일 측은 거기에서 타겟을 위치시키기 위한 베어링(540)을 포함한다.
베어링을 포함하는 측은 베어링 측으로서 표시된다. 일부 실시예들에 따르면, 제 1 방향(260)으로 베어링 측에 반대되는 측은 베어링 측의 반대 측인 것으로 설명될 수 있다. 선택적으로, 베어링 측의 반대 측은 베어링 측을 대향하는 챔버의 측으로서 이해될 수 있다. 베어링은 타겟이 그것의 길이 축의 주변을 회전되게 할 수 있다.
게다가, 도 6b에 도시된 실시예의 타겟들(230)은 또한 제 1 방향(260)으로 챔버로부터 제거될 수 있는데, 이는 타겟이 교체되어야 하는 경우 특히 유용하다. 일부 실시예들에 따르면, 타겟들(230)을 챔버(500)로부터 제거하기 위한 기법들은 도 3 내지 도 5에 관하여 설명된 실시예들에 사용된 기법들과 유사하다. 따라서, 챔버(500)는 사용자가 챔버로부터 타겟을 제거하는 추가 가능성을 갖도록 할 수 있다.
예를 들면, 사용자가 챔버를 세정하기 원하는 경우, 챔버(500)의 도어(520)는 개방되고, 타겟의 주변부(235)는 직접적으로 접근되고 제거되거나 세정될 수 있다. 타겟은 챔버가 세정되는 경우 베어링(540)으로부터 제거되지 않는다.
추가 실시예에 따르면, 사용자가 소모된 타겟을 교체하기 원하는 경우, 도어(520)는 개방되고 타겟(230)은 제 1 방향(260)으로, 즉, 도 6b와 관련하여 본 경우 좌측으로 제거될 수 있다. 제 1 방향으로 또는 도어를 개방함으로써의 타겟의 제거는 타겟의 제거를 용이하고 간단하게 한다.
도 6a 및 도 6b에 대하여 예시적으로 도시된 실시예들에 따른 챔버-도어 결합은, 타겟이 교환되어야 하거나 및/또는 챔버가 세정되어야 하는 경우, 타겟들(230)의 분해 및 제거를 용이하게 한다. 예를 들면, 도어는 개방되고 타겟들(230)은 그것들을 제 1 방향(260)으로 이동시킴으로써 제거될 수 있다. 게다가, 타겟들(230)은 한 번에, 즉, 도어(520)를 개방함으로써 챔버, 하우징에서의 처리 영역 각각으로부터 제거될 수 있고, 따라서 챔버의 세정 및 챔버(500)에 위치되어 있는 부품들의 교체를 용이하게 하고 촉진한다.
이러한 문맥에서 사용된 바와 같은 "처리 영역"은 챔버 내의 영역으로서 이해되어야 하며, 여기서, 물리적 기상 증착 공정이 발생한다. 동작 동안, 처리 영역은, 예를 들면, 기판, 타겟 및 가스, 가스의 플라즈마 각각을 포함할 수 있다. 처리 영역은 PVD 챔버의 내부 부분, 또는 심지어 내측 전체로서 정의된다.
여기에서 설명된 실시예는 도 7a 및 도 7b에 도시된다. 실시예에서, 챔버(600)는 하우징(610) 및 도어(520)를 가지며, 이 둘은 방향(260)으로 챔버(600)의 연장에 걸쳐 방향(270)으로 실질적으로 균일한 연장을 갖는다. 타겟들(230)은 챔버(600)에 제공된다. 타겟들(230)은 도 3a 및 도 3b, 또는 도 6a 및 도 6b에 관하여 설명된 것과 동일할 수 있다. 도 7a에 도시된 실시예에 따르면, 타겟들(230)은 도어(620)에 장착된다.
도 7a에서 볼 수 있는 바와 같이, 실시예에서의 타겟들(230)은 챔버(600)의 바닥 측(670)에 장착되고 지지된다. 대안적인 실시예에서, 타겟들(230)은 또한 챔버(600)의 상면 측(675)에 장착되고 지지될 수 있다. 베어링(640)은 타겟들(230)이 이동하게 하거나 도어(620) 내의 고정된 위치에 지지되게 하기 위한 도어(620)에, 따라서 챔버(600)에 제공되거나 그에 부착된다.
도 7a 및 도 7b를 참조하여 예시적으로 도시된 실시예들에서, 타겟들(230)은 하우징 안으로 연장되지 않거나 도어(620)에서의 하우징(610)의 배열에 기인하여 큰 정도는 아니다. 그러나, 타겟들(230)의 부분들은, 베어링들(640)이 도어(620)의 개구(651) 부근에 배열된 경우, 하우징(610) 안으로 연장될 수 있다. 그럼에도 불구하고, 이전에 설명된 실시예들에서와 동일한 용어가 다음에서 사용되고, 타겟들(230)은 "하우징으로부터 제거"된다. 도 7a 및 도 7b에 도시된 실시예에 따르면, 용어 "하우징으로부터 제거됨"은 오히려 "챔버 내의 처리 영역으로부터 제거됨"을 의미한다.
도 7b는 폐쇄된 상태의 측면도로 챔버(600)를 도시한다. 챔버(600) 내의 타겟들(230)의 위치는 대시-선들로 보일 수 있다. 따라서, 또한, 도 7b의 실시예에서 설명된 챔버는 도어(620)를 개방함으로써 타겟(230)을 하우징으로부터 제거하게 한다.
도 8a 및 도 8b는 도 7a 및 도 7b에 대하여 설명된 것과 실질적으로 동일하지만, 타겟들(230)을 구동하기 위한 구동 유닛(760)을 갖는 챔버를 도시한다. 여기에서 설명된 다른 실시예들과 결합될 수 있는 실시예들에 따르면, 챔버는 회전하는 타겟에 적응된다. 예를 들면, 챔버는 커넥터들 등과 같은 구동 유닛 장치들을 가질 수 있고, 타겟들의 베어링(740)에 연결되어 있는 구동 유닛 또는 타겟들 자체를 돕는다. 타겟을 구동하는 목적을 위해, 구동 유닛(760)이 제공되고, 타겟들(230)에 직접적으로 또는 간접적으로 부착된다. 구동 유닛은 타겟들(230)을 구동할 수 있다. 예를 들면, 구동 유닛(760)은 타겟들(230)이 회전하게 하는 모터일 수 있다.
일부 실시예들에 따르면, 하나의 구동 유닛이 모든 타겟들에 대하여 제공될 수 있다. 다른 실시예들에 따르면, 각각의 타겟은 각각의 타겟이 독립적으로 구동될 수 있도록 각각의 구동 유닛을 가질 수 있다. 예를 들면, 구동 유닛 또는 구동 유닛의 주변부는 타겟의 회전 운동 또는 피벗 운동, 또는 심지어 선형 운동을 초래할 수 있다.
구동 유닛(760)은 또한 도 8b에서 측면도로 보일 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 구동 유닛(760)은 챔버의 바닥 측에 장착될 수 있다. 선택적으로, 구동 유닛은 타겟들의 베어링(740)의 측 상에 장착된다. 예를 들면, 타겟의 베어링(740)이 여기에서 설명된 일부 실시예들에 따른 챔버의 상면 측 상에 있는 경우, 구동 유닛은 또한 챔버의 상면 측에 위치된다.
실시예들에 따르면, 구동 유닛(760)은 도어가 개방된 경우 적어도 부분적으로 도어와 함께 이동할 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 구동 유닛(760)은 도어가 개방되기 이전에 타겟들(230)로부터 분리될 수 있다.
도 9a는 PVD 챔버의 실시예의 개략적 도면을 도시한다. 챔버(900)는 하우징(910) 및 도어(920)를 제공한다. 2개의 타겟들(230)이 도어(920)에 도시된다. 일반적으로, 타겟들(230)은 도어에 장착되어 있는 바와 같이 예시적으로 도시되지만, 도어의 부분인 것으로 이해되지 않아야 한다. 타겟들(230)용 베어링들(940)은 도어(920) 내에 위치된다. 구동 유닛(960)은 도 9a에 도시된 실시예에서 도어(920)의 근처에서 위치된다. 선택적으로, 구동 유닛(960)은 회전가능한 타겟들 등을 구동하도록 적응될 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 구동 유닛(960)은 구동 장치, 모터, 제어 시스템의 부분들, 베어링들, 커넥터들 등을 포함할 수 있다.
도 9a에서, 챔버(900)는 개방된 상태로 도시된다. 선택적으로, 도어(920)에 부착되어 있는 구동 유닛(960)은 챔버가 폐쇄되는지 또는 개방되는지의 여부의 사실과 관계없이, 도어와 동일한 관계로 유지된다.
여기에서 설명된 다른 실시예들과 결합될 수 있는 일부 실시예들에 따르면, 타겟들(230)은 방향(260)으로 하우징 내의 기판보다 큰 연장을 갖는다. 예를 들면, 타겟들(230)은 방향(260)으로 어떤 양만큼 하우징(910)을 초과할 수 있다. 초과하는 양은 증착 물질, 기판 물질, 애플리케이션의 유형 등과 같은 공정 파라미터에 따라 선택될 수 있다.
도 9b는 도 9a에 도시된 챔버(900)의 개략적인 측면도를 폐쇄된 상태로 도시한다. 구동 유닛(960)은 도 9a 및 도 9b의 실시예에서 도어(920)에 부착된다. 타겟들(230)은 도 9b의 측면도에서 대시 선들로 보일 수 있고, 구동 유닛(960)에서 연장한다. 타겟의 베어링(940)은 도어(920)에 위치된다.
도 9c는 PVD 챔버의 실시예의 사시도를 도시한다. 챔버(950)는 측벽들(991 및 992)을 가진다. 예를 들면, 측벽들은 방향(270)으로 연장하는 리브들을 보강하도록 설계될 수 있다. 폐쇄된 상태에서, 측벽들은 방향(270)으로 도어의 측벽들에 실질적으로 평행할 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 도어(921)는 리브들 및 도어가 중첩하는 일부들을 갖도록 폐쇄된 상태에서 하우징(911) 내에 적어도 부분적으로 위치될 수 있다. 선택적으로, 도어(921)는, 챔버(950)가 폐쇄된 경우, 측벽들(991 및 992) 사이에 놓일 수 있다. 하우징(911)은 도어(921)의 대응하는 접합면(980)과 일치하기 위한 주변의 접합면(981)을 갖는다. 도어의 접합면 및 도어의 접합면은 챔버를 밀봉하기 위해, 예를 들면, 공정 파라미터들이 처리 동안 유지됨을 보증하기 위해 사용될 수 있다.
일부 실시예들에 따르면, 도어(921)는 하우징(911) 및 측벽들(991 및 992)의 형상에 적응된다. 예를 들면, 도어(921)는 제 3 방향(265)으로의 연장을 가지며, 이는 제 3 방향(265)으로 서로에 대한 측벽들의 거리에 적응된다. 제 3 방향(265)으로의 도어의 연장은 하우징(911)의 측벽들(991 및 992) 사이에서 끼워 맞춰지도록 적응될 수 있다.
도 9c에서, 챔버(950)는 복수의 방식으로 개방될 수 있다. 예를 들면, 도어(921)는 힌지-같은 장치에 의해 개방될 수 있고, 예를 들면, 위에서 설명된 도 9a에 도시된 것과 같이 회전되어 개방될 수 있다. 선택적으로, 챔버(950) 도어는 도 9c에 화살표(260)로 표시되는 제 1 방향으로 도어(921)를 이동시킴으로써 개방될 수 있다.
도 9c에 도시된 실시예들에 제한되지 않는 실시예들에 따르면, 도어는 타겟의 길이 방향으로, 즉, 제 1 방향으로 개방되도록 구성된다. 도 9c의 실시예에서, 도어(921)는 챔버(950)를 개방하기 위해 및/또는 교체 또는 유지보수 목적들을 위해 방향(260)으로 리프팅될 수 있다. 선택적으로, 도어는 제 1 방향(260)으로 이동되도록 적응된다.
일반적으로, 또한 여기에서 설명된 다른 실시예들의 도어들은, 도어 및 챔버의 기하학적 구성이 방향(260)으로 도어를 리프팅하게 하는 경우, 챔버의 내부에 접근하기 위해 방향(260)으로 리프팅될 수 있다.
여기에서 설명된 다른 실시예들과 결합될 수 있는 일부 실시예들에 따르면, 여기에서 설명된 것과 같은 PVD 챔버는 하나보다 많은 도어를 가질 수 있다. 예를 들면, 챔버(950)는 하나의 하우징 및 3개의 도어들이 제공될 수 있다.
도 10a는 하나보다 많은 도어를 갖는 PVD 챔버(1000)의 실시예를 도시한다. 챔버(1000)는 폐쇄된 상태로 도시되고 하우징(1010) 및 예시적으로 3개의 도어들(1021, 1022 및 1023)을 포함한다. 도어들의 수는 챔버의 설계, 코팅될 기판, 사용된 공정 등에 따라 변할 수 있다. 도 10a에 도시된 실시예의 각각의 도어(1021, 1022 및 1023)에서, 2개의 타겟들(230)이 장착된다. 일부 실시예들에 따르면, 하나의 도어에 창작된 단지 하나의 타겟이 있을 수 있다. 선택적으로, 2개보다 많은 타겟들이 하나의 도어에 장착될 수 있다. 도 9a 및 도 9b에 대하여 설명된 바와 같이 설계되어 있는 도어들이 도시되지만, 또한 다른 실시예들에 대하여 위에서 설명된 도어들과 같이 설계될 수 있다.
일반적으로, 도어들의 수는 타겟들의 수에 관련될 수 있다. 예를 들면, 여기에서 설명된 일부 실시예들에 따라 타겟들이 하우징에 장착되는 경우, 1, 2, 또는 심지어 3과 같은 타겟들의 정의된 수는 하나의 도어를 통하여 접근가능할 수 있다. 도 10a에 도시된 실시예에서, 2개의 타겟들(230)은 도어들(1021, 1022 및 1023)의 각각에 의해 접근될 수 있다.
도 10b에서, 도 10a와 동일한 챔버가 도시되지만, 하나의 도어(1022)가 개방된 상태로 도시된다. 도어(1022)는 그것의 근처에 있는 구동 유닛(1060)을 갖는다. 일부 실시예들에 따르면, 챔버(1000) 또는 챔버(1050)의 다른 도어들(1021, 1023)은 또한 구동 유닛(1060)과 같은 도어(1022)를 가질 수 있다. 간략화를 위해서, 구동 유닛만이 도어(1022)와 함께 도시된다.
챔버(1050)의 개방된 상태에서, 도어(1022)의 접합면(1080) 및 하우징(1010)의 접합면(1081)이 보일 수 있다. 접합면들은 접합면들(1080 및 1081)이 서로 접촉하는 경우 챔버를 폐쇄하도록 구성된다. 일부 실시예들에 따르면, 챔버(1050)의 접합면들(1080 및 1081)은 밀봉 장치가 제공될 수 있는데, 이는 진공과 같은 공정 파라미터들이 챔버에서 유지됨을 보증한다. 밀봉 장치(미도시)는 클램프 또는 o-링과 같은 탄성 물질, 이들의 조합 또는 임의의 장치 또는 PVD 챔버를 밀봉하기 위한 적합한 물질일 수 있다.
일부 실시예들에 따르면, 챔버(1050)는 복수의 측벽들을 제공하는데, 이들 중 2개는 도 10a 및 도 10b에 측벽들(1091 및 1092)로서 도시된다. 측벽들은 리브들 등을 보강할 수 있고 도어들(1021, 1022 및 1023)을 서로 분리할 수 있다.
챔버(1050)의 하우징(1010)의 내측은 하우징(1050)의 하나 또는 둘 이상의 도어-개구들을 통하여 접근될 수 있다. 하나의 도어 개구(1055)는 도 10b에서 보일 수 있다. 도어-개구(1055)는 따라서 기판이 처리되는 처리 영역에 대한 일종의 윈도우를 제공한다.
선택적으로, 챔버(1010)는 또한 교체 또는 유지보수 목적들을 위해 방향(260)으로 도어(2022)를 리프팅함으로써 개방될 수 있다.
일부 실시예들에서, 크레인 등과 같은 리프팅 장치는 도어들을 개방하기 위해 및 교체 및/또는 유지보수 목적들을 위해 PVD 챔버의 내부에 접근하도록 제공될 수 있다. 예를 들면, 위에서 설명된 PVD 챔버들 중 하나 또는 둘 이상은 기판 처리용 복수의 또는 많은 애플리케이션을 위한 시스템 또는 라인에 위치될 수 있다. 시스템은 방향(260)으로의 상면 측으로부터 챔버들의 각각의 단일 타겟을 접근하기 위한 복수의 암들을 갖는 하나의 크레인을 제공할 수 있다.
도 11a는 PVD 챔버용 도어(1100)를 도시한다. 타겟들(230)은 도어에 제공되며, 이전에 설명된 타겟들과 유사하거나 동일하다. 타겟들(230)은 베어링들(1140)에 의해 도어에 장착된다.
도 8a 및 도 8b에서 도시된 도어의 형상은 예시적이고 적합하게 적응될 수 있다. 예를 들면, 도어의 형상은 도 6a의 챔버(500)와 일치하도록 적응될 수 있다.
도 11b에서, 도어(1100)는 측면도로부터, 특히 도 11a에 표시된 바와 같이 측(1110)으로부터 보일 수 있다. 도 11b에 도시된 실시예에서, 도어(1100)의 베어링들(1140)은 도어(1100)의 측(1110)의 벽을 관통하는 홀들로서 보일 수 있다. 선택적으로, 타겟들은 베어링들(1140)을 통하여 연장할 수 있고 PVD 챔버의 도어(1100)의 외부로 이어질 수 있다. 측(1110)의 벽을 통하여 연장함으로써, 타겟들은 구동 유닛에 의해 구동될 수 있다.
실시예에 따르면, 베어링은 측(1110)의 벽들을 통하여 연장할 수 없고, 그 결과 타겟들은 도어 내에 및 따라서 챔버내에 존재한다.
일부 실시예들에 따르면, 도어(1100)는 도 11b에 도시된 홀들 이외에 베어링들을 가질 수 있다. 용어 "베어링"에 대한 위의 설명에 대한 참조는 임의의 유형의 베어링이 여기에서 설명된 PVD 챔버의 도어 또는 하우징에서 사용될 수 있는 것에 따라 이루어진다.
일반적으로, 여기에서 설명된 바와 같은 PVD 챔버의 도어는 타겟들(230), 하우징(910) 및 공정 파라미터들의 기하학적 조건들에 적응된다. 도 12는 도어의 실시예의 예를 도시하는데, 이는 여기에서 설명된 바와 같은 PVD 챔버들에서 사용될 수 있다. 실시예는 도어의 형상이 상이한 실시예들에 따라 변할 수 있음을 도시하며, 도면들에서 챔버들의 도시된 예들에 제한되지 않는다.
도 12는 여기에서 설명된 바와 같은 PVD 챔버를 위해 사용될 수 있는 도어의 실시예를 도시한다. 도어(1220)는 지지 장치(1225)를 제공할 수 있다. 타겟들의 베어링들을 지지하기 위한 지지 장치(1225)는 도어에 부착될 수 있거나 도어의 부분일 수 있다. 도 12는 도어(1220)의 실시예를 사시도로 도시한다. 지지 장치(1225)는 도 12의 실시예에서 평판이다. 도어(1220)는 타겟들(230)을 장착하기 위한 베어링들(1240)을 제공한다. 선택적으로, 베어링들(1240)은 지지 장치(1225) 상에 위치될 수 있다. 지지 장치는 타겟들(230)의 무게를 운반하도록 적응될 수 있다.
많은 특징들이 도면들에 대하여 구체적인 참조 부호들로 설명되었지만, 설명된 특징들은 특징들이 도시되는 실시예들에 제한되지 않음이 이해되어야 한다. 예를 들면, 상이한 실시예들에서 도시된 특징들의 조합들은 또한 챔버가 PVD 챔버를 동작하는 설명된 공정들을 수행하게 하는데 적합할 수 있다.
선택적으로, 여기에서 설명된 챔버들은 스퍼터링 공정에 적합하다. 예를 들면, 챔버는 막 증착, 식각, 분석 목적들 등에 적응될 수 있다.
일부 실시예들에 따르면, 여기에서 지칭된 타겟은 스퍼터 캐소드일 수 있다. 선택적으로, 스퍼터 캐소드로 사용되고 있는 타겟은 수행될 공정들에 대한 특정 속성들을 갖는다. 예를 들면, 타겟은 스퍼터 캐소드의 기능을 제공하기 위한 타겟의 능력을 개선하기 위해 몸체 상에 장착될 수 있다. 선택적으로, 몸체는 수냉될 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 스퍼터 캐소드는 전기적으로 절연될 있고 전력 공급부에 연결될 수 있다. 선택적으로 스퍼터 캐소드는 음 전위로 설정될 수 있다.
선택적으로, 챔버는 TFT 애플리케이션들, 컬러 필터 애플리케이션들, 터치 패널 애플리케이션들 등과 같은 디스플레이 애플리케이션들뿐만 아니라 쏠라(solar) 애플리케이션들에 사용되도록 구성될 수 있다.
일부 실시예들에 따르면, 챔버는 많은 기판 애플리케이션들을 위해 구성될 수 있다. 예를 들면, 챔버는 약 1.5m의 길이에 걸쳐 물리적 기상 증착을 가능하게 하도록 적응될 수 있다. 여기에서 설명된 임의의 다른 실시예들과 결합될 수 있는 일부 실시예들에 따르면, 챔버는 선택적으로 0.5m 내지 3.5m, 보다 선택적으로 1.0m 내지 3.0m 및 더욱 선택적으로 1.5m 내지 2.5m의 기판들을 위해 적응될 수 있다. 예를 들면, 기판은 약 3.0m × 3.5m의 크기를 가질 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 기판은 수 제곱 센티미터의 크기를 가질 수 있다. 선택적으로, 기판은 단일-부품 기판 또는 기판 같은 밴드일 수 있는데, 이는 적응된 구동 유닛들 등에 의해 챔버를 통하여 안내된다.
여기에서 설명된 다른 실시예들과 결합될 수 있는 일부 실시예들에 따르면, 챔버의 베어링은 PVD 공정용 스퍼터 캐소드를 수용하도록 적응될 수 있다. 선택적으로, 챔버의 베어링은 PVD 공정용 스퍼터 캐소드를 홀딩하도록 적응될 수 있다. 선택적으로, 챔버의 베어링은 PVD 공정용 스퍼터 캐소드를 고정하도록 적응될 수 있다.
선택적으로, 여기에서 설명된 챔버들은 수직 위치와 다르게 배치될 수 있다. 예를 들면, 챔버는 선택적으로 수평 배열로 배열될 수 있다. 방향의 표시는 설명의 대부분의 설명에 대해 동일함이 이해되어야 한다. 도 1은 설명된 방향에 대한 참조일 수 있다. 예를 들면, 제 1 방향은 챔버가 배열되는 위치와 관계없이 타겟의 길이 축을 따라 이어진다.
여기에서 설명된 실시예들에 따른 챔버를 이용함으로써, PVD 공정의 타겟들 또는 캐소드들은 PVD 챔버, PVD 처리 영역 각각으로부터 빠르게 제거될 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 타겟들의 제거는 타겟을 분리함 없이 이루어질 수 있는데, 이는 상당한 시간 및 비용들을 절약한다. 여기에서 설명된 실시예들에 따르면, 타겟들이 챔버의 제 1 방향으로 그것을 이동함으로써 제거될 수 있다. 여기에서 설명된 실시예들은 타겟들이 그것을 챔버의 제 2 방향으로부터 잡음으로써 분리되지 않아야 하기 때문에 시간 및 비용의 양에 대한 이익을 제공한다.
여기에서 설명된 바와 같이, 챔버, 처리 영역 각각으로부터의 타겟의 제거에 의해, 챔버 안의 부품들 및 장치들은 알맞게 도달 및 교환될 수 있다. 따라서, 챔버 내에 위치된 부품들의 교체 및 세정 공정은 짧아지고 공정 챔버의 정지 시간 또는 휴지 시간은 줄어든다. 더 큰 효율 및 더 우수한 작업 능력이 초래된다.
챔버, 특히 하우징 및 처리 영역의 내부로의 용이하고 빠른 접근은 여기에서 설명된 모든 실시예들에 공통이다. 다시 말하면, 여기에서 설명된 실시예들에 따른 챔버를 이용함으로써, 타겟들은 처리 영역을 접근할 필요 없이 도달될 수 있다.
앞서 설명한 것이 본 발명의 실시예들에 관한 것이지만, 본 발명의 다른 및 추가 실시예들은 그것의 기본 범위를 벗어남 없이 창안될 수 있고 그것의 범위는 다음의 청구항들에 의해 결정된다.

Claims (15)

  1. 물리적 기상 증착용 챔버(200; 300; 400; 500; 600; 700; 900; 1000)로서,
    하우징(210; 310; 410; 510; 610; 710; 910; 1010);
    상기 하우징을 개방 및 폐쇄하기 위한 도어(220; 320; 420; 520; 620; 720; 920; 1020; 1100; 1220); 및
    타겟(230)을 수용하기 위한 베어링(240; 340; 440; 540; 640; 740; 1140; 1240) - 상기 베어링은 제 1 방향(260)으로 지향됨 -을 포함하고;
    상기 챔버는 상기 타겟이 상기 제 1 방향으로 상기 챔버로부터 적어도 부분적으로 제거가능하도록 적응되는, 물리적 기상 증착용 챔버.
  2. 전 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 챔버의 베어링 측은 상기 제 1 방향(260)에 실질적으로 수직한 제 2 방향(270)으로 상기 베어링 측의 반대 측보다 큰 연장을 갖는, 물리적 기상 증착용 챔버.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 하우징(510)은 베어링 측에 대한 반대 측에서 적어도 하나의 타겟 개구(480)를 포함하고, 상기 타겟 개구는 적어도 상기 타겟(230)의 단면의 크기를 갖는, 물리적 기상 증착용 챔버.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 하우징(510) 및 상기 도어(520)는 중첩하는 부분들을 가지며, 상기 도어는 상기 하우징의 타겟 개구들(480)을 폐쇄하는, 물리적 기상 증착용 챔버.
  5. 전 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 베어링(640; 740; 1140; 1240)은 상기 도어에 위치되는, 물리적 기상 증착용 챔버.
  6. 적어도 하나의 타겟(230) 및 기판을 수용하도록 적응된 물리적 기상 증착용 챔버(200; 300; 400; 500; 600; 700; 900; 1000)로서,
    하우징(210; 310; 410; 510; 610; 710; 910; 1010);
    상기 챔버를 개방 및 폐쇄하기 위한 도어(220; 320; 420; 520; 620; 720; 920; 1020; 1100; 1220); 및
    상기 타겟을 장착하기 위한 적어도 하나의 베어링(240; 340; 440; 540; 640; 740; 1140; 1240) - 상기 베어링은 상기 도어에 부착됨 -을 포함하는, 물리적 기상 증착용 챔버.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 챔버(200; 300; 400; 500; 600; 700; 900; 1000)는 상기 적어도 하나의 베어링(240; 340; 440; 540; 640; 740; 1140; 1240)을 포함하는 베어링 측을 더 포함하고, 상기 타겟(230)은 상기 챔버의 제 1 방향(260)으로 상기 챔버로부터 제거가능하며, 상기 제 1 방향은 상기 챔버의 상기 베어링 측으로부터 상기 베어링 측의 반대 측으로 이어지는, 물리적 기상 증착용 챔버.
  8. 전 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 도어(220; 320; 420; 520; 620; 720; 920; 1020; 1100; 1220)의 형상은 상기 제 1 방향(260)에 대하여 실질적으로 대칭이고, 상기 제 1 방향에 실질적으로 수직한 제 2 방향(270)에 대하여 비대칭인, 물리적 기상 증착용 챔버.
  9. 전 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하우징(210; 310; 410; 510; 610; 710; 910; 1010)의 형상은 상기 제 1 방향(260)에 대하여 실질적으로 대칭이고, 상기 제 1 방향에 실질적으로 수직한 제 2 방향(270)에 대하여 비대칭인, 물리적 기상 증착용 챔버.
  10. 전 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 챔버(200; 300; 400; 500; 600; 700; 900; 1000)는 하나보다 많은 도어를 포함하는, 물리적 기상 증착용 챔버.
  11. 전 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 챔버(200; 300; 400; 500; 600; 700; 900; 1000)는 스퍼터링 공정용 챔버인, 물리적 기상 증착용 챔버.
  12. 전 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 챔버(200; 300; 400; 500; 600; 700; 900; 1000)는 회전하는 타겟에 적응되는, 물리적 기상 증착용 챔버.
  13. 전 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 챔버(200; 300; 400; 500; 600; 700; 900; 1000)는 타겟을 구동하기 위한 구동 유닛(360; 760)을 더 포함하는, 물리적 기상 증착용 챔버.
  14. 전 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 베어링(240; 340; 440; 540; 640; 740; 1140)은 스퍼터 캐소드를 수용하도록 적응되는, 물리적 기상 증착용 챔버.
  15. 전 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 챔버(200; 300; 400; 500; 600; 700; 900; 1000)는 약 1.5 m보다 큰 기판들에 적응되는, 물리적 기상 증착용 챔버.
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