KR20130136856A - Sputtering source and cylindrical sputtering apparatus including the same - Google Patents

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KR20130136856A
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홍재석
최일식
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윤현오
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박재완
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주식회사 씨티씨
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Abstract

The sputtering source of a sputtering device may comprise a cylindrical target which is able to rotate and which has a hollow; a magnet supporting part inside the cylindrical target; a magnetic member on the magnet supporting part for applying a magnetic field around the cylindrical target; a contact part for coming in contact with the rotating cylindrical target by rolling; and a power connection part which has a charging part charging conductive fluids around the contact part and which supplies power to the cylindrical target. Therefore, power supply becomes stable using the power connection part when the cylindrical target is rotating.

Description

스퍼터링 소스 및 이를 포함하는 원통형 스퍼터링 장치{SPUTTERING SOURCE AND CYLINDRICAL SPUTTERING APPARATUS INCLUDING THE SAME}Sputtering Source and Cylindrical Sputtering Apparatus Comprising the Same [Spottering Source and Cylindrical Sputtering Apparatus]

본 발명은 스퍼터링 소스 및 스퍼터링 소스를 포함하는 스퍼터링 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 대상체에 특정 물질의 박막을 스퍼터를 이용하여 형성할 경우 원통형 타겟을 지지하는 스터퍼링 소스 및 상기 스퍼터링 소스를 포함하는 스퍼터링 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a sputtering device comprising a sputtering source and a sputtering source. More particularly, the present invention relates to a sputtering source for supporting a cylindrical target and a sputtering device including the sputtering source when a thin film of a specific material is formed on the object by using a sputter.

스퍼터링 장치는 인가된 외부전원에 의해 발생한 플라즈마 상의 아르곤 등의 이온에 의해 음전위하의 타겟에 고속으로 충돌하여 타겟의 원자가 외부로 튀어나가서 기판 홀더 위의 기판에 특정막을 증착하는 장치이다.A sputtering apparatus is a device that deposits a specific film on a substrate on a substrate holder by colliding with a target of a negative potential at high speed by ions such as argon on a plasma generated by an applied external power source to the outside.

일반적인 스퍼터링 장치는 챔버, 챔버의 일측에 마련되는 캐소드 및 상기 캐소드 상에 배치된 타겟과 상기 타겟에 대향되도록 배치되는 기판 홀더로 이루어진다. 상기 캐소드는 아르곤 등의 이온에 의하여 타겟의 표면에 침식 영역을 발생시킨다. 또한, 상기 기판 홀더는 기판을 고정한 상태에서 상기 기판의 전면에 소정의 박막이 형성되도록 한다. 이러한 스퍼터링 장치에서는 챔버 내의 진공도를 원하는 레벨까지 낮춘 상태에서 상기 장치 내로 플라즈마, 예컨대 아르곤 기체를 주입한다. 이후, 캐소드 상에 배치된 타겟에 전원이 인가되면 아르곤 이온이 여기되면서 고속으로 타겟에 충돌하게 된다. 이 과정에서 아르곤 이온에 맞은 타겟의 표면으로부터 타겟 입자가 타겟 표면으로부터 방출되어 기판 방향으로 이동하여 소정의 특정막이 기판에 증착된다. 이로써 상기 기판 상에 특정 막이 형성된다.A general sputtering apparatus includes a chamber, a cathode provided on one side of the chamber, and a target disposed on the cathode and a substrate holder disposed to face the target. The cathode generates an eroded region on the surface of the target by ions such as argon. In addition, the substrate holder allows a predetermined thin film to be formed on the front surface of the substrate while the substrate is fixed. In such a sputtering apparatus, plasma, such as argon gas, is injected into the apparatus while the degree of vacuum in the chamber is lowered to a desired level. Thereafter, when power is applied to the target disposed on the cathode, argon ions are excited to collide with the target at high speed. In this process, target particles are released from the surface of the target hit by argon ions and move in the direction of the substrate to deposit a predetermined specific film on the substrate. As a result, a specific film is formed on the substrate.

본 발명의 일 목적은 구성품의 대체를 통하여 구조를 단순화시킨 스퍼터링 소스를 제공하는 데 있다.It is an object of the present invention to provide a sputtering source that simplifies the structure by replacing components.

본 발명의 다른 목적은 타겟의 효율이 개선된 스퍼터링 소스를 포함하는 스퍼터링 장치를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a sputtering apparatus including a sputtering source having improved target efficiency.

본 발명에 따른 스퍼터링 소스는 회전가능하도록 구비되며, 중공이 형성된 원통형 타겟과, 상기 원통형 타겟의 내부에 배치되는 마그네트 지지부와, 상기 마그네트 지지부 상에 배치되며 상기 원통형 타겟 주위에 자기장을 인가하는 마그네틱 부재 및 상기 회전하는 원통형 타겟과 구름식으로 접촉하는 접촉부와 상기 접촉부 주위를 전도성 유체로 충전하는 충전부로 이루어지며 상기 원통형 타겟으로 전원을 공급하는 전원 연결부를 포함할 수 있다. A sputtering source according to the present invention is provided to be rotatable, and has a hollow cylindrical target, a magnet support disposed inside the cylindrical target, and a magnetic member disposed on the magnet support and applying a magnetic field around the cylindrical target. And a contact part for rolling contact with the rotating cylindrical target and a charging part for filling a conductive fluid around the contact part and supplying power to the cylindrical target.

본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 접촉부는 은 또는 구리 중 어느 하나의 재질로 이루어질 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the contact portion may be made of any one material of silver or copper.

본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 충전부의 전도성 유체는 전도성 수은 또는 전도성 그리스 중 어느 하나일 수 있다. According to one embodiment of the invention, the conductive fluid of the charging unit may be any one of conductive mercury or conductive grease.

본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 마그네트 지지부는 내부에 냉각수가 흐르도록 하는 유로 및 내외부를 관통하여 상기 유로의 냉각수를 상기 원통형 타겟의 중공 내부로 공급하는 관통홀을 가질 수 있다. According to one embodiment of the invention, the magnet support portion may have a passage through which the cooling water flows inside and a through hole for supplying the cooling water of the passage to the hollow inside of the cylindrical target.

본 발명에 따른 스퍼터링 장치는 스퍼터링 공정을 위한 기판 상에 막을 형성하기 위한 공정 공간을 제공하는 챔버와, 상기 챔버의 일측에 배치되며, 상기 기판을 지지하는 기판 지지부 및 회전가능하도록 구비되며, 중공이 형성된 원통형 타겟과, 상기 원통형 타겟의 내부에 배치되는 마그네트 지지부와, 상기 마그네트 지지부 상에 배치되며 상기 원통형 타겟 주위에 자기장을 인가하는 마그네틱 부재 및 상기 회전하는 원통형 타겟과 구름식으로 접촉하는 접촉부와 상기 접촉부 주위를 전도성 유체로 충전하는 충전부로 이루어지며 상기 원통형 타겟으로 전원을 공급하는 전원 연결부를 포함하며, 상기 챔버 내부에 배치되는 스퍼터링 소스를 구비할 수 있다. The sputtering apparatus according to the present invention is provided with a chamber for providing a process space for forming a film on a substrate for the sputtering process, disposed on one side of the chamber, the substrate support for supporting the substrate and rotatable, A cylindrical target formed, a magnet support disposed inside the cylindrical target, a magnetic member disposed on the magnet support and applying a magnetic field around the cylindrical target, and a contact portion in rolling contact with the rotating cylindrical target; It may be provided with a sputtering source which consists of a charging unit for filling the contact portion around with a conductive fluid and supplies power to the cylindrical target, and has a sputtering source disposed inside the chamber.

본 발명의 실시예들에 따른 스퍼터링 소스에 따르면, 전원 연결부가 회전하는 원통형 타겟과 구름식으로 접촉하는 접촉부와 상기 접촉부 주위를 전도성 유체로 충전하는 충전부로 이루어지므로, 고전압 고주파의 전원을 원통형 타켓으로 안정적으로 제공할 수 있다. 따라서, 상기 전원 연결부의 구조를 단순화할 수 있으므로, 상기 전원 연결부의 부품 비용을 줄일 수 있고, 상기 전원 연결부의 조립이 용이하다. According to the sputtering source according to the embodiments of the present invention, since the power connection portion is made of a contact portion in contact with the rolling cylindrical target and the charging portion for charging the conductive fluid around the contact portion, the high-voltage high-frequency power source to the cylindrical target Can be provided stably. Therefore, since the structure of the power connection unit can be simplified, the component cost of the power connection unit can be reduced, and the assembly of the power connection unit is easy.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스퍼터링 소스를 설명하기 위한 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 전원 연결부를 설명하기 위한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스퍼터링 장치를 설명하기 위한 단면도이다.1 is a cross-sectional view illustrating a sputtering source according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating the power connection unit illustrated in FIG. 1.
3 is a cross-sectional view illustrating a sputtering apparatus according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 스퍼터링 소스 및 스퍼터링 장치에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. Hereinafter, a sputtering source and a sputtering apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The present invention is capable of various modifications and various forms, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the text. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular forms disclosed, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. Like reference numerals are used for like elements in describing each drawing. In the accompanying drawings, the dimensions of the structures are enlarged to illustrate the present invention in order to clarify the present invention.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this application, the terms "comprises", "having", and the like are used to specify that a feature, a number, a step, an operation, an element, a part or a combination thereof is described in the specification, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the contextual meaning of the related art and are to be interpreted as either ideal or overly formal in the sense of the present application Do not.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스퍼터링 소스를 설명하기 위한 단면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 전원 연결부를 설명하기 위한 단면도이다. FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a sputtering source according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating the power connection unit shown in FIG. 1.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 스퍼터링 소스(100)는 원통형 타겟(110), 마그네트 지지부(120), 마그네틱 부재(130), 회전 구동부(140), 왕복 구동부(150) 및 전원 연결부(160)를 포함한다. 상기 스퍼터링 소스(100)는 스퍼터링 공정을 수행하는 챔버 내부에 장착되어 기판 상에 특정 물질을 포함하는 막을 형성하기 위하여 스퍼터링 장치에 적용될 수 있다.1 and 2, the sputtering source 100 according to the embodiments of the present invention includes a cylindrical target 110, a magnet support 120, a magnetic member 130, a rotation drive 140, and a reciprocating drive ( 150 and a power connection 160. The sputtering source 100 may be mounted in a chamber for performing a sputtering process and applied to a sputtering apparatus to form a film including a specific material on a substrate.

상기 원통형 타겟(110)은 제1 방향으로 연장되며 그 내부에 중공이 형성된다. 따라서, 상기 원통형 타겟(110)은 전체적으로 원통형 형상을 가진다. 상기 원통형 타겟(110)은 후술하는 회전 구동부(140)에 의하여 회전하면서 플라즈마에 노출된다. 따라서 상기 원통형 타겟(110)의 전체 표면이 플라즈마에 노출될 수 있으므로, 원통형 타겟(110)의 소모 효율이 개선될 수 있다. 한편, 도시되지 않았지만, 상기 원통형 타겟(110)은 그 길이가 조절될 수 있다.The cylindrical target 110 extends in a first direction and a hollow is formed therein. Thus, the cylindrical target 110 has a cylindrical shape as a whole. The cylindrical target 110 is exposed to the plasma while rotating by the rotary drive unit 140 to be described later. Therefore, since the entire surface of the cylindrical target 110 can be exposed to the plasma, the consumption efficiency of the cylindrical target 110 can be improved. On the other hand, although not shown, the cylindrical target 110 may be adjusted in length.

상기 원통형 타겟(110)은 그 양단부가 개방된다. 상기 원통형 타겟(110)을 홀딩하는 실링 부재(112) 및 쉴드 부재(114)가 추가적으로 배치된다.Both ends of the cylindrical target 110 are opened. The sealing member 112 and the shield member 114 for holding the cylindrical target 110 are additionally disposed.

상기 실링 부재(112)는 상기 원통형 타겟(110)의 양 단부에 각각 구비되며, 상기 원통형 타겟(110)의 상기 개방된 양 단부를 홀딩한다. 도시되지 않았지만, 상기 실링 부재(112) 및 상기 원통형 타겟(110)을 상호 체결하기 위하여 체결 부재가 구비될 수 있다. 상기 체결 부재는 상기 실링 부재(112) 및 상기 원통형 타겟(110)이 접촉하는 접촉면을 관통하도록 구비될 수 있다. 따라서, 상기 실링 부재(112)가 회전할 경우 상기 실링 부재(112)에 체결된 상기 원통형 타겟(110)도 함께 회전할 수 있다.The sealing members 112 are provided at both ends of the cylindrical target 110, respectively, and hold the open both ends of the cylindrical target 110. Although not shown, a fastening member may be provided to fasten the sealing member 112 and the cylindrical target 110 to each other. The fastening member may be provided to penetrate a contact surface between the sealing member 112 and the cylindrical target 110. Therefore, when the sealing member 112 rotates, the cylindrical target 110 fastened to the sealing member 112 may also rotate together.

상기 쉴드 부재(114)는 상기 실링 부재(112)의 양 측부를 각각 감싸도록 구비된다. 따라서, 상기 쉴드 부재(114)는 상기 실링 부재(112) 및 상기 원통형 타겟(110)의 양단부를 감싼다. 상기 쉴드 부재(114)는 상기 실링 부재(112)에 장착되어 쉴드 역할을 한다. 상기 쉴드 부재(114)도 상기 원통형 타겟(110)과 함께 회전할 수 있다. The shield member 114 is provided to surround both sides of the sealing member 112, respectively. Thus, the shield member 114 surrounds both ends of the sealing member 112 and the cylindrical target 110. The shield member 114 is mounted to the sealing member 112 to serve as a shield. The shield member 114 may also rotate together with the cylindrical target 110.

상기 쉴드 부재(114)는 중앙부에 관통홀이 형성된다. 상기 관통홀에는 상기 마그네트 지지부(120)가 삽입될 수 있다 The shield member 114 has a through hole formed in a central portion thereof. The magnet support part 120 may be inserted into the through hole.

상기 마그네트 지지부(120)는 상기 원통형 타겟(110)의 중공 내부에 배치된다. 예를 들면, 상기 마그네트 지지부(120)는 상기 원통형 타겟(110)과 동심축으로 배치될 수 있다. 상기 마그네트 지지부(120)는 상기 마그네틱 부재(130)를 지지한다. 예를 들면, 상기 마그네트 지지부(120)는 상기 마그네틱 부재(130)를 안착시킬 수 있도록 상면에 형성된 안착홈을 포함할 수 있다. 따라서, 상기 안착홈에 장착된 마그네틱 부재(130)는 상기 마그네트 지지부(120) 상에 고정될 수 있다.The magnet support 120 is disposed inside the hollow of the cylindrical target 110. For example, the magnet support 120 may be disposed concentrically with the cylindrical target 110. The magnet supporter 120 supports the magnetic member 130. For example, the magnet supporter 120 may include a mounting groove formed on an upper surface of the magnetic supporter 120 to seat the magnetic member 130 thereon. Therefore, the magnetic member 130 mounted in the seating groove may be fixed on the magnet support 120.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 마그네트 지지부(120)는 그 내부에 유로(122)가 형성될 수 있다. 상기 유로(122)는 냉각수 공급부(미도시)와 연결되며, 상기 유로(122)를 통하여 냉각수가 공급됨으로써 상기 스퍼터링 소스(100)의 온도를 저하시킬 수 있다. In one embodiment of the present invention, the magnet support 120 may have a flow path 122 formed therein. The flow passage 122 is connected to a cooling water supply unit (not shown), and the cooling water is supplied through the flow passage 122 to lower the temperature of the sputtering source 100.

또한, 상기 마그네트 지지부(120)는 상기 냉각수를 배출하기 위한 관통홀(124)을 포함할 수 있다. 상기 관통홀(124)을 통해 마그네트 지지부(120)의 유로(122)와 원통형 타겟(110)의 내부 공간이 연통될 수 있다. 따라서, 상기 관통홀(124)을 통해 상기 유로(122)의 냉각수가 상기 원통형 타겟(110)의 내부 공간으로 공급될 수 있다. In addition, the magnet support unit 120 may include a through hole 124 for discharging the cooling water. An inner space of the flow path 122 of the magnet support 120 and the cylindrical target 110 may communicate with the through hole 124. Therefore, the coolant of the flow path 122 may be supplied to the inner space of the cylindrical target 110 through the through hole 124.

상기 관통홀(124)을 통하여 원통형 타겟(110)의 내부 공간으로 공급된 냉각수는 상기 원통형 타겟(110)의 회전에 따라 전체적으로 상기 원통형 타겟(110)의 온도를 저하시킬 수 있다. 또한, 상기 원통형 타겟(110)에 형성된 중공 내부에 상기 냉각수의 수위는 조절될 수 있다. 따라서, 상기 냉각수가 상기 원통형 타겟(110)의 아래의 수위로 조절됨에 따라 상기 냉각수가 상기 원통형 타겟(110)과 직접 접촉함에 따른 상기 원통형 타겟(110)의 손상이 억제될 수 있다.The coolant supplied to the inner space of the cylindrical target 110 through the through hole 124 may lower the temperature of the cylindrical target 110 as a whole as the cylindrical target 110 rotates. In addition, the level of the cooling water in the hollow formed on the cylindrical target 110 may be adjusted. Therefore, as the coolant is adjusted to the level below the cylindrical target 110, damage of the cylindrical target 110 due to the coolant directly contacting the cylindrical target 110 may be suppressed.

한편, 상기 냉각수는 후술하는 연결 부재(116)에 형성된 유로를 통해 외부로 배출될 수 있다. 상기 냉각수는 다른 유로를 통해 외부로 배출될 수도 있다. 외부로 배출된 냉각수는 일정한 온도로 냉각되어 다시 상기 마그네트 지지부(120)의 유로(122)로 공급될 수 있다. 상기와 같이 상기 냉각수가 일정한 온도로 상기 이온 소스(100)의 내부를 순환할 수 있으므로, 상기 이온 소스(100)의 온도 상승을 효과적으로 방지할 수 있다. On the other hand, the cooling water may be discharged to the outside through a flow path formed in the connection member 116 to be described later. The cooling water may be discharged to the outside through another flow path. Cooling water discharged to the outside may be cooled to a constant temperature and supplied to the flow path 122 of the magnet support 120 again. As described above, since the cooling water may circulate inside the ion source 100 at a constant temperature, the temperature rise of the ion source 100 may be effectively prevented.

상기 마그네틱 부재(130)는 상기 마그네트 지지부(120) 상에 배치된다. 상기 마그네틱 부재(130)는 그 상부에 위치한 원통형 타겟(110)의 주위에 자기장을 인가한다. The magnetic member 130 is disposed on the magnet support 120. The magnetic member 130 applies a magnetic field around the cylindrical target 110 located thereon.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 마그네틱 부재(130)는 서로 다른 극성이 교대로 배치된 영구 자석들을 포함한다. 상기 영구 자석들의 배열에 따라 상기 영구 자석에서 발생한 자기장의 세기 및 분포가 달라질 수 있다. 상기 원통형 타겟 주위에 형성되는 플라즈마의 분포 및 밀도가 달라질 수 있다. 따라서 상기 마그네틱 부재(130)는 상기 영구 자석들의 배열이 변경 가능하도록 구비될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the magnetic member 130 includes permanent magnets alternately arranged with different polarities. The intensity and distribution of the magnetic field generated in the permanent magnets may vary according to the arrangement of the permanent magnets. The distribution and density of plasma formed around the cylindrical target may vary. Therefore, the magnetic member 130 may be provided to change the arrangement of the permanent magnets.

상기 회전 구동부(140)는 상기 원통형 타겟(110)과 기계적으로 연결된다. 예를 들면, 상기 회전 구동부(140)는 쉴드 부재(114)와 연결될 수 있다. 상기 회전 구동부(140)는 상기 원통형 타겟(110)을 회전할 수 있도록 회전 구동력을 제공한다. 따라서 상기 회전 구동부(140)가 상기 원통형 타겟(110)을 회전시킴에 따라 상기 원통형 타겟(110)이 스퍼터링 공정에서 전체적으로 균일하게 침식될 수 있다. The rotation driver 140 is mechanically connected to the cylindrical target 110. For example, the rotation driver 140 may be connected to the shield member 114. The rotation driving unit 140 provides a rotational driving force to rotate the cylindrical target 110. Therefore, as the rotary driver 140 rotates the cylindrical target 110, the cylindrical target 110 may be uniformly eroded as a whole in the sputtering process.

상기 왕복 구동부(150)는 상기 마그네트 지지부(120)와 기계적으로 연결된다. 상기 왕복 구동부(150)는 상기 마그네트 지지부(120)를 상기 제1 방향으로 직선 운동시킬 수 있다. 따라서, 상기 왕복 구동부(150)는 상기 마그네트 지지부(120) 상에 안착된 상기 마그네틱 부재(130)를 상기 제1 방향으로 이동시킨다. 따라서 상기 마그네틱 부재(130)가 제1 방향으로 이동함에 따라 상기 자기장의 세기가 변경됨에 따라 상기 원통형 타겟(110)의 침식량이 조절될 수 있다. 결과적으로 상기 원통형 타겟(110)이 전체적으로 균일하게 침식됨으로써 침식 효율이 개선될 수 있다. The reciprocating drive unit 150 is mechanically connected to the magnet support unit 120. The reciprocating drive unit 150 may linearly move the magnet support unit 120 in the first direction. Therefore, the reciprocating drive unit 150 moves the magnetic member 130 mounted on the magnet support unit 120 in the first direction. Therefore, as the magnetic member 130 moves in the first direction, the erosion amount of the cylindrical target 110 may be adjusted as the strength of the magnetic field is changed. As a result, the cylindrical target 110 is eroded uniformly as a whole, thereby improving the erosion efficiency.

도시되지는 않았지만, 상기 왕복 구동부(150)는 상기 마그네트 지지부(120)와 연결되는 로드 및 상기 로드를 상기 제1 방향으로 이동시키는 실린더를 포함할 수 있다.Although not shown, the reciprocating driving unit 150 may include a rod connected to the magnet support unit 120 and a cylinder for moving the rod in the first direction.

상기 연결 부재(116)는 상기 쉴드 부재(114)와 체결된다. 상기 연결 부재(116)는 상기 원통형 타겟(110)과 동일축 상에 배치될 수 있다. 또한, 상기 연결 부재(116)는 상기 원통형 타겟(110)의 중공 내부 및 상기 마그네트 지지부(120)의 유로(122)와 연결되는 내부 공간을 갖는다. 상기 연결 부재(116)의 내부 공간을 통해 상기 냉각수를 외부로 배출할 수 있다. The connection member 116 is fastened to the shield member 114. The connecting member 116 may be disposed on the same axis as the cylindrical target 110. In addition, the connecting member 116 has a hollow interior of the cylindrical target 110 and an internal space connected to the flow passage 122 of the magnet support 120. The cooling water may be discharged to the outside through the inner space of the connection member 116.

상기 전원 연결부(160)는 상기 원통형 타겟(110)과 전원 공급부(미도시)를 연결한다. 상기 전원 연결부(160)는 접촉부(162) 및 충전부(164)를 포함한다.The power connection unit 160 connects the cylindrical target 110 and a power supply unit (not shown). The power connection unit 160 includes a contact unit 162 and a charging unit 164.

상기 접촉부(162)는 상기 회전 구동부(140)에 의해 회전하는 원통형 타겟(110)과 구름식으로 접촉한다. 예를 들면, 상기 접촉부(162)는 원통형 타겟(110)과 연결되는 연결 부재(116)와 접촉한다. 따라서, 상기 원통형 타겟(110)이 회전하더라도 상기 접촉부(162)는 상기 원통형 타겟(110)과 안정적으로 접촉할 수 있으므로, 상기 원통형 타겟(110)으로 고전압 고주파의 전원을 안정적으로 전달할 수 있다. The contact part 162 contacts the cylindrical target 110 rotated by the rotation driving part 140 in a rolling manner. For example, the contact portion 162 is in contact with the connecting member 116 connected with the cylindrical target 110. Therefore, even if the cylindrical target 110 is rotated, since the contact portion 162 may be in stable contact with the cylindrical target 110, it is possible to stably transmit power of a high voltage high frequency to the cylindrical target 110.

상기 접촉부(162)는 은 또는 구리 중 어느 하나의 재질로 이루어질 수 있다. 상기 은과 구리는 전기 전도성이 높으므로, 상기 접촉부(162)의 전기 전달 효율을 향상시킬 수 있다. The contact part 162 may be made of any one material of silver or copper. Since silver and copper have high electrical conductivity, it is possible to improve the electrical transfer efficiency of the contact portion 162.

상기 충전부(164)는 상기 접촉부(162)의 주위를 전도성 유체로 충전한다. 상기 전도성 유체의 예로는 전도성 수은, 전도성 그리스 등을 들 수 있다. 상기 충전부(164)는 상기 원통형 타겟(110)과 상기 전원 공급부를 보다 안정적으로 연결하므로, 상기 원통형 타겟(110)으로 상기 전원을 더욱 안정적으로 제공할 수 있다. The charging unit 164 fills the circumference of the contact unit 162 with a conductive fluid. Examples of the conductive fluid include conductive mercury, conductive grease, and the like. Since the charging unit 164 more stably connects the cylindrical target 110 and the power supply unit, the charging unit 164 may provide the power more stably to the cylindrical target 110.

상기 전원 연결부(160)는 상기 접촉부(162) 및 상기 충전부(164)로 이루어지므로, 상기 전원 연결부(160)의 구조가 단순하다. 따라서, 상기 전원 연결부(160)의 부품 비용을 줄일 수 있으며, 상기 전원 연결부(160)의 조립도 용이하다.
Since the power connection unit 160 is formed of the contact unit 162 and the charging unit 164, the structure of the power connection unit 160 is simple. Therefore, the component cost of the power connection unit 160 can be reduced, and the assembly of the power connection unit 160 is also easy.

도 3은 본 발명의 일 실시에에 따른 스퍼터링 장치를 설명하기 위한 단면도이다.3 is a cross-sectional view illustrating a sputtering apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 스퍼터링 장치(1000)는 챔버(1010), 기판 지지부(1020) 및 스퍼터링 소스(100)를 포함한다.1 to 3, a sputtering apparatus 1000 according to embodiments of the present invention includes a chamber 1010, a substrate support 1020, and a sputtering source 100.

상기 챔버(1010)는 스퍼터링 공정을 수행하여 기판(10) 상에 특정 막을 형성하기 위한 스퍼터링 공정을 위한 공정 공간을 제공한다.The chamber 1010 provides a process space for a sputtering process for performing a sputtering process to form a specific film on the substrate 10.

상기 기판 지지부(1020)는 상기 챔버(1010) 내에 배치된다. 일 예로, 상기 기판 지지부(1020)는 상기 챔버(1010)의 하부에 배치될 수 있다. 이와 다르게 상기 기판 지지부(1020)는 상기 챔버(1010)의 측부에 배치될 수 있다. The substrate support 1020 is disposed in the chamber 1010. For example, the substrate support 1020 may be disposed under the chamber 1010. Alternatively, the substrate support 1020 may be disposed on the side of the chamber 1010.

상기 기판 지지부(1020)는 지그(미도시)를 이용하여 기판을 고정할 수 있다. 또한, 상기 기판 지지부(1020)는 진공력을 이용한 진공 방식으로 기판(10)을 지지할 수 있다. 이와 다르게 상기 기판 지지부(1020)는 정전기력을 이용한 정전 방식으로 기판(10)을 지지할 수 있다.The substrate support part 1020 may fix the substrate using a jig (not shown). In addition, the substrate support 1020 may support the substrate 10 in a vacuum manner using a vacuum force. Alternatively, the substrate support 1020 may support the substrate 10 by an electrostatic method using an electrostatic force.

상기 스퍼터링 소스(100)는 원통형 타겟(110), 마그네트 지지부(120), 마그네틱 부재(130), 회전 구동부(140), 왕복 구동부(150) 및 전원 연결부(160)를 포함한다. The sputtering source 100 includes a cylindrical target 110, a magnet support 120, a magnetic member 130, a rotation driving unit 140, a reciprocating driving unit 150, and a power connection unit 160.

상기 원통형 타겟(110)은 그 내부에 중공을 갖고 제1 방향으로 연장된 원통형 형상을 가질 수 있다. 상기 마그네트 지지부(120)는 상기 중공의 내부에 장착되며 상기 제1 방향으로 상기 중공의 내부에서 왕복 운동할 수 있다. 상기 마그네틱 부재(130)는 상기 마그네트 지지부(120)의 상면에 장착된다. 상기 마그네틱 부재(130)는 그 주위에 자기장에 발생시킬 수 있다. The cylindrical target 110 may have a hollow shape therein and have a cylindrical shape extending in a first direction. The magnet supporter 120 may be mounted in the hollow and reciprocate in the hollow in the first direction. The magnetic member 130 is mounted on the upper surface of the magnet support 120. The magnetic member 130 may generate a magnetic field around it.

상기 회전 구동부(140)는 상기 원통형 타겟(110)과 연결되어 상기 원통형 타겟(110)을 회전시키는 구동력을 제공한다. 상기 왕복 구동부(150)는 상기 마그네트 지지부(120)와 연결되어 상기 마그네트 지지부(120) 및 상기 마그네틱 부재(130)를 상기 제1 방향으로 왕복 운동을 시킬 수 있다.The rotation driver 140 is connected to the cylindrical target 110 to provide a driving force to rotate the cylindrical target 110. The reciprocating drive unit 150 may be connected to the magnet support unit 120 to reciprocate the magnet support unit 120 and the magnetic member 130 in the first direction.

상기 전원 연결부(160)는 접촉부(162)와 충전부(164)를 이용하여 회전하는 원통형 타겟(110)으로 고전압 고주파의 전원을 안정적으로 제공할 수 있다. The power connection unit 160 may stably provide power of high voltage and high frequency to the cylindrical target 110 which rotates using the contact unit 162 and the charging unit 164.

상기 스퍼터링 소스(100)는 도 1 및 도 2를 참고하여 전술하였으므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다. Since the sputtering source 100 has been described above with reference to FIGS. 1 and 2, a detailed description thereof will be omitted.

상기 스퍼터링 장치(1000)는 상기 챔버(1010) 내부에 공정 가스를 공급하는 가스 공급부(1030) 및 전원 공급부(1040)를 더 포함한다. The sputtering apparatus 1000 further includes a gas supply unit 1030 and a power supply unit 1040 for supplying a process gas into the chamber 1010.

상기 가스 공급부(1030)는 아르곤, 헬륨, 네온, 질소 등과 같은 불활성 가스를 공급한다. 상기 불활성 가스를 이용하여 상기 챔버(1010) 내부에 플라즈마를 형성한다. The gas supply unit 1030 supplies an inert gas such as argon, helium, neon, nitrogen, and the like. Plasma is formed in the chamber 1010 using the inert gas.

상기 전원 공급부(1040)는 상기 원통형 타겟(110)에 전원을 공급한다. 예를 들면 상기 전원 공급부(1040)는 상기 전원 연결부(160)를 통하여 전원을 상기 원통형 타겟(110)에 공급할 수 있다. The power supply unit 1040 supplies power to the cylindrical target 110. For example, the power supply unit 1040 may supply power to the cylindrical target 110 through the power connection unit 160.

본 실시예에 따른 상기 스퍼터링 장치(1000)는 상기 챔버(1010) 내부에 공정 가스를 공급하고 상기 원통형 타겟(110)에 전원을 인가하고 상기 원통형 타겟(110)을 회전시키면서 나아가 상기 마그네틱 부재(130)를 제1 방향으로 왕복 운동시킴으로써 전체적으로 균일하게 원통형 타겟(110)을 침식시킬 수 있다. 따라서 원통형 타겟(110)의 침식율이 균일해짐에 따라 침식 효율이 개선될 수 있다. The sputtering apparatus 1000 according to the present embodiment supplies a process gas into the chamber 1010, applies power to the cylindrical target 110, and rotates the cylindrical target 110 to further expand the magnetic member 130. By reciprocating) in the first direction, the cylindrical target 110 can be eroded as a whole. Therefore, as the erosion rate of the cylindrical target 110 becomes uniform, the erosion efficiency may be improved.

또한, 상기 스퍼터링 장치(1000)는 상기 원통형 타겟(110)이 회전하더라도 구름 접촉식의 전원 연결부(160)를 이용하여 상기 원통형 타겟(110)으로 고주파 고전압의 전원을 안정적으로 공급할 수 있다. In addition, the sputtering apparatus 1000 may stably supply high frequency high voltage power to the cylindrical target 110 using the rolling contact power supply 160 even when the cylindrical target 110 rotates.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 스퍼터링 소스 및 스퍼터링 소스를 포함하는 스퍼터링 장치에 따르면 마그네틱 부재를 지지하는 마그네트 지지부를 직선 왕복운동시킴으로써 원통형 타겟의 침식을 전체적으로 균일하게 할 수 있다. 따라서 원통형 타겟의 침식 효율이 균일해짐에 따라 타겟의 효율이 개선될 수 있다. As described above, according to the sputtering apparatus including the sputtering source and the sputtering source according to the present invention, it is possible to make the erosion of the cylindrical target as a whole uniform by linearly reciprocating the magnet support for supporting the magnetic member. Therefore, as the erosion efficiency of the cylindrical target becomes uniform, the efficiency of the target may be improved.

또한, 상기 스퍼터링 장치는 구름 접촉식의 전원 연결부를 포함하므로, 전원 연결의 안정성을 높일 수 있을 뿐만 아니라 상기 전원 연결부를 단순화할 수 있다. In addition, since the sputtering device includes a rolling contact type power connection, it is possible to increase the stability of the power connection and simplify the power connection.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the present invention as defined by the following claims. It can be understood that it is possible.

100 : 스퍼터링 소스 110 : 원통형 타겟
120 : 마그네트 지지부 130 : 마그네틱 부재
140 : 회전 구동부 150 : 왕복 구동부
160 : 전원 연결부100: sputtering source 110: cylindrical target
120: magnet support 130: magnetic member
140: rotation drive unit 150: reciprocating drive unit
160: power connection

Claims (5)

회전가능하도록 구비되며, 중공이 형성된 원통형 타겟;
상기 원통형 타겟의 내부에 배치되는 마그네트 지지부;
상기 마그네트 지지부 상에 배치되며 상기 원통형 타겟 주위에 자기장을 인가하는 마그네틱 부재; 및
상기 회전하는 원통형 타겟과 구름식으로 접촉하는 접촉부와 상기 접촉부 주위를 전도성 유체로 충전하는 충전부로 이루어지며 상기 원통형 타겟으로 전원을 공급하는 전원 연결부를 포함하는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 소스. A cylindrical target provided to be rotatable and having a hollow formed therein;
A magnet support disposed inside the cylindrical target;
A magnetic member disposed on the magnet support and configured to apply a magnetic field around the cylindrical target; And
A sputtering source comprising a contact portion in rolling contact with the rotating cylindrical target and a charging portion for filling the surroundings of the contact with conductive fluid and supplying power to the cylindrical target. 제1항에 있어서, 상기 접촉부는 은 또는 구리 중 어느 하나의 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 소스. The sputtering source of claim 1, wherein the contact portion is made of one of silver and copper. 제1항에 있어서, 상기 충전부의 전도성 유체는 전도성 수은 또는 전도성 그리스 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 스퍼터링 소스. 2. The sputtering source of claim 1, wherein the conductive fluid of the charging section is either conductive mercury or conductive grease. 제1항에 있어서, 상기 마그네트 지지부는 내부에 냉각수가 흐르도록 하는 유로 및 내외부를 관통하여 상기 유로의 냉각수를 상기 원통형 타겟의 중공 내부로 공급하는 관통홀을 갖는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 소스.The sputtering source of claim 1, wherein the magnet support part has a flow path through which coolant flows and a through-hole for supplying coolant in the flow path into the hollow of the cylindrical target. 스퍼터링 공정을 위한 기판 상에 막을 형성하기 위한 공정 공간을 제공하는 챔버;
상기 챔버의 일측에 배치되며, 상기 기판을 지지하는 기판 지지부; 및
회전가능하도록 구비되며, 중공이 형성된 원통형 타겟과, 상기 원통형 타겟의 내부에 배치되는 마그네트 지지부와, 상기 마그네트 지지부 상에 배치되며 상기 원통형 타겟 주위에 자기장을 인가하는 마그네틱 부재 및 상기 회전하는 원통형 타겟과 구름식으로 접촉하는 접촉부와 상기 접촉부 주위를 전도성 유체로 충전하는 충전부로 이루어지며 상기 원통형 타겟으로 전원을 공급하는 전원 연결부를 포함하며, 상기 챔버 내부에 배치되는 스퍼터링 소스를 구비하는 스퍼터링 장치. A chamber providing a process space for forming a film on a substrate for a sputtering process;
A substrate supporter disposed on one side of the chamber and supporting the substrate; And
A cylindrical target having a rotatable shape and having a hollow shape, a magnet support disposed inside the cylindrical target, a magnetic member disposed on the magnet support and applying a magnetic field around the cylindrical target, and the rotating cylindrical target; A sputtering apparatus comprising a contact portion making contact with a rolling contact and a charging portion filling a surrounding portion of the contact portion with a conductive fluid and including a power connection portion for supplying power to the cylindrical target, the sputtering source disposed inside the chamber.
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