KR20140076924A - 저손상 스퍼터 장치 및 이 장치를 이용한 스퍼터링 방법 - Google Patents

저손상 스퍼터 장치 및 이 장치를 이용한 스퍼터링 방법 Download PDF

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KR20140076924A
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이홍기
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한윤성
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한국생산기술연구원
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Abstract

본 발명은 종래의 스퍼터 시스템에 비해 성막 시 기판의 손상을 현저하게 줄일 수 있는 스퍼터 장치와 이 스퍼터 장치를 이용한 스퍼터링 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 스퍼터 장치는, 반응 공간을 제공하는 챔버와, 상기 챔버의 일측에 설치된 타겟과, 상기 타겟에 대향되게 설치된 기판지지대와, 상기 타겟에 전원을 공급하는 전원부와, 상기 타겟과 기판지지대의 사이에 설치되어 추가로 음의 전압을 인가하는 부가전극을 포함하고, 상기 부가전극의 일부 또는 전부에는 상기 타겟으로부터 떨어져 나온 타겟 입자가 통과할 수 있도록 다수의 홀로 이루어진 메시부가 형성된 것을 특징으로 한다.

Description

저손상 스퍼터 장치 및 이 장치를 이용한 스퍼터링 방법 {LOW DAMAGE SPUTTERING APPARATUS AND SPUTTERING METHOD USING THE SAME}
본 발명은 성막 시 기판의 손상을 최소화시킬 수 있는 스퍼터 장치와 이 스퍼터 장치를 이용한 스퍼터링 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 스퍼터링 시 이온에 의한 기판의 손상을 막을 수 있도록 특정 형상의 부가전극을 구비하여, 종래의 스퍼터 시스템에 비해 성막 시 기판의 손상을 현저하게 줄일 수 있는 것에 관한 것이다.
일반적으로 유기물 광전 소자나 유기물 트랜지스터를 제작하기 위해서는 금속 또는 금속 산화물 박막의 성막이 필요하다. 이러한 박막을 고속으로 성막하는 대표적인 방법으로는 스퍼터링 방법이 있다. 스퍼터링 방법은 TFT LCD나, 유기 발광다이오드(OLED) 등의 평판 표시장치 또는 각종 전자 디바이스 제작 공정의 성막 공정에서 대표적으로 사용되는 방법이다.
도 1은 스퍼터링 방법에 사용되는 일반적인 스퍼터 장치의 개략도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 일반적인 스퍼터 장치는, 진공분위기의 반응 공간을 제공하며 일측에는 아르곤 가스 및 반응성 가스인 질소, 산소 등을 공급하는 공급구가 형성되고 반대측에는 진공챔버 내의 반응 후 가스를 배출하는 배출구가 형성되어 있는 진공챔버와, 상기 진공챔버의 상부에 설치되는 캐소드와, 상기 캐소드측에 설치되는 타겟(target)과, 상기 진공챔버의 하부에 상기 타겟과 대향되게 설치되는 애노드와, 상기 애노드상에 설치되어 성막할 기판을 거치하도록 하는 기판지지대를 포함하여 이루어진다.
이러한 스퍼터 장치를 이용하여 스퍼터링을 실시할 경우, 진공챔버 내에 증착하고자 하는 박막 재료로 이루어진 타겟을 위치시키고, 타겟에 대향하도록 기판을 위치시킨 후, 플라즈마 방전을 통해 이온화된 아르곤(Ar) 입자를 타겟에 충돌시키면, 그 충돌에너지에 의해 박막 재료가 타겟으로부터 떨어져 나와, 대향되게 위치된 기판 표면에 부착되어 기판 상에 박막층이 형성된다.
이때, 도 2에 도시된 바와 같이, 타겟 물질로 이루어진 스퍼터링된 중성의 원자(neutral)들이나, 플라즈마 방전에서 생성된 전자들과 타겟 물질이 타겟에 대향되어 위치된 기판에 직접적으로 충돌하기 때문에, 기판에 손상을 가하게 된다. 특히, 기판 상에 유기 박막과 같이 원자나 이온의 충돌에 쉽게 손상되는 소자가 형성되어 있는 경우, 스퍼터링 과정에서 소자 특성을 크게 저하시키는 영향을 미치게 된다.
이러한 문제점을 해결하기 위한 방법으로, 한국공개특허공보 제2012-0113994호에는, 반응 공간을 제공하는 공정 챔버와, 상기 공정 챔버 내부에 설치되어 기판을 지지하는 서셉터와, 상기 서셉터에 대향되도록 상기 공정 챔버 내부에 설치된 타겟 및 회전 가능하도록 상기 타겟과 상기 서셉터 사이에 배치된 경로 변화 수단을 포함하여 구성되어, 상기 경로 변화 수단은 상기 반응 공간에서 발생되는 플라즈마 방전에 의해 상기 타겟으로부터 떨어져 나온 상기 타겟 입자의 진행 경로를 변경하여 상기 기판 상에 증착될 타겟 입자의 운동 에너지를 감소시키는 방법이 개시되어 있다.
또한, 한국공개특허공보 제2012-0111193호에는, 반응 공간을 제공하는 공정 챔버와, 상기 공정 챔버 내부에 설치되어 기판을 지지하는 서셉터와, 상기 기판 상에 증착될 박막 물질로 이루어져 상기 서셉터에 대향되도록 상기 공정 챔버 내부에 설치된 타겟 및 상기 타겟과 상기 서셉터 사이에 배치된 경로 변화 수단을 포함하여 구성되며, 상기 경로 변화 수단은 상기 반응 공간에서 발생되는 플라즈마 방전에 의해 상기 타겟으로부터 떨어져 나온 상기 타겟 입자의 진행 경로를 적어도 2회 변경하여 상기 기판 상에 증착될 타겟 입자의 운동 에너지를 감소시키는 방법을 개시하고 있다.
그런데, 상기 2가지 방법은 타겟 입자의 운동 에너지를 효율적으로 감소시킬 수는 있으나, 타겟과 서셉터 사이에 매우 복잡한 입자 경로 변경 구조물이 형성되기 때문에, 장비의 유지 관리가 용이하지 않고, 증착 속도가 상당히 저하되는 등의 문제가 발생할 소지가 있다.
본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 간단한 구조로 이루어져 유지 관리가 용이하며 증착 속도의 저하가 크게 없으면서도 기판의 손상을 최소화할 수 있어, 특히 유기 소자에 ITO와 같은 금속산화물 전극을 형성하는데 적합하게 사용할 수 있는 저손상 스퍼터 장치를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.
본 발명의 다른 과제는, 성막할 때에 기판이 받는 손상을 최소화할 수 있는 스퍼터링 방법을 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 수단으로 본 발명은, 반응 공간을 제공하는 챔버와, 상기 챔버의 일측에 설치된 타겟과, 상기 타겟에 대향되게 설치된 기판지지대와, 상기 타겟에 전원을 공급하는 전원부와, 상기 타겟과 기판지지대의 사이에 설치되어 추가로 음의 전압을 인가하는 부가전극을 포함하고, 상기 부가전극의 일부 또는 전부에는 상기 타겟으로부터 떨어져 나온 타겟 입자가 통과할 수 있도록 다수의 홀로 이루어진 메시부가 형성된 것을 특징으로 하는 스퍼터 장치를 제공한다.
또한, 본 발명에 따른 스퍼터 장치에 있어서, 상기 부가전극은 판상으로 이루어지고, 그 중심부에 상기 메시부가 형성될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 스퍼터 장치에 있어서, 상기 판상의 외주부에서는 상기 타겟을 커버할 수 있도록 플랜지부가 형성될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 스퍼터 장치에 있어서, 상기 부가전극에 가해지는 음의 전압은 상기 메시부 또는 메시부를 포함하는 전체에 인가될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 스퍼터 장치에 있어서, 상기 부가전극은 스퍼터링되는 물질에 대한 수율이 낮은 재료로 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 스퍼터 장치에 있어서, 상기 부가전극은 스퍼터링 일드(sputtering yield)가 낮은 물질인 C, Si, V, Y, Er, Co, Ni, Mo, Ta, W, Ti 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 합금으로 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 스퍼터 장치에 있어서, 상기 홀의 단면 직경은 상기 타겟에서 기판지지대 방향으로 갈수록 넓어지게 형성될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 스퍼터 장치에 있어서, 상기 타겟과 기판지지대는 상기 챔버의 좌,우측에 수평으로 배치될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 스퍼터 장치에 있어서, 상기 홀의 직경은 플라즈마를 형성하는 이온이 통과하기 어렵게 형성되어 있을 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 스퍼터 장치에 있어서, 상기 메시부의 홀의 단면 직경은 기판지지대 방향으로 갈수록 연속적으로 넓어지도록 테이퍼 가공될 수 있다.
상기 다른 과제를 해결하기 위한 수단으로 본 발명은, 반응 공간을 제공하는 챔버와, 상기 챔버의 일측에 설치된 타겟과, 상기 타겟에 대향되게 설치된 기판지지대와, 상기 타겟에 전원을 공급하는 전원부와, 상기 타겟과 기판지지대의 사이에 설치되어 추가로 음의 전압을 인가하는 부가전극을 포함하고, 상기 부가전극의 일부 또는 전부에는 상기 타겟으로부터 떨어져 나온 타겟 입자가 통과할 수 있도록 다수의 홀로 이루어진 메시부가 형성되어 있는 스퍼터 장치를 이용한 스퍼터링 방법으로서, 상기 기판지지대 상에 기판을 장착하는 단계, 상기 전원부에서 전원을 인가하는 단계 및 상기 부가전극에 -50V ~ -200V의 전압을 인가하는 단계를 포함하는 스퍼터링 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 스퍼터 장치 및 스퍼터링 방법은, 플라즈마 발생 시 형성된 이온을 타겟에 집중되게 함과 동시에 기판으로 향하는 에너지가 큰 입자를 효율적으로 막거나 운동에너지를 저감시킬 수 있어, 종래의 방법에 비해 스퍼터링 시 기판 및/또는 기판 상에 형성된 소자의 손상을 줄일 수 있다.
본 발명에 따른 스퍼터 장치 및 스퍼터링 방법은, 특히 스퍼터링 시 쉽게 손상되는 유기 화합물을 포함하는 소자 상에 ITO와 같은 전극을 형성하는데 적합하게 사용될 수 있다.
도 1은 종래의 스퍼터 장치의 개략도이다.
도 2는 종래의 스퍼터 장치를 이용한 스퍼터링 시의 상태를 보여주는 개략도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 부가전극을 포함하는 스퍼터 장치의 개략도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 스퍼터 장치에 구비되는 부가전극의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 스퍼터 장치를 이용한 스퍼터링 시의 상태를 보여주는 개략도이다.
도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 실시예에 따른 스퍼터 장치에 구비되는 부가전극의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 스퍼터 장치의 부가전극에 전원을 인가하였을 때의 부가전극과 기판사이의 플라즈마 상태를 촬영한 사진이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 스퍼터 장치의 부가전극에 -60V를 인가하였을 때, 파워에 따른 부가전극과 기판사이의 플라즈마 상태를 촬영한 사진이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 스퍼터 장치를 이용하여 ITO 박막을 형성할 때, 부가전극에 음의 전압을 인가하지 않은 경우와 -60V를 인가한 경우에, 생성된 ITO 박막의 스퍼터링 파워에 따른 비저항의 변화를 측정한 결과이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 스퍼터 장치를 이용하여 ITO 박막을 형성할 때, 부가전극에 음의 전압을 인가하지 않은 경우와 -60V를 인가한 경우에, 생성된 ITO 박막의 증착압력에 따른 비저항의 변화를 측정한 결과이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 스퍼터 장치를 이용하여 ITO 박막을 형성할 때, 부가전극에 음의 전압을 인가하지 않은 경우와 -60V를 인가한 경우에, 생성된 ITO 박막의 아르곤(Ar) 가스 유동률에 따른 비저항의 변화를 측정한 결과이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나 이하의 실시예는 이 기술 분야에서 통상적인 지식을 가진 자에게 본 발명이 충분히 이해되도록 제공되는 것으로 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 기술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다.
본 발명은, 타겟과 기판지지대 사이에 음의 전압을 인가할 수 있는 부가전극을 설치하고, 상기 부가전극의 중심부에 타겟 물질이 통과할 수 있는 메시부를 설치함으로써, 스퍼터 공정 시 발생하는 플라즈마를 타겟 주위에 모이게 함과 동시에 기판에 도달하는 플라즈마를 현저하게 줄일 수 있어, 고에너지를 갖는 이온들이 직접적으로 기판에 충돌하는 비율을 크게 줄여 기판 및/또는 기판 상에 형성된 소자의 손상을 크게 줄이는데 특징이 있다.
이하에서는, 먼저 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 스퍼터 장치(10)에 대해 설명한다. 또한, 본 발명의 설명에 있어서는 동일 부분은 동일 부호를 붙이고, 그 반복 설명은 생략한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 부가전극을 포함하는 스퍼터 장치의 개략도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 스퍼터 장치의 부가전극의 사시도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 스퍼터 장치(10)는, 반응 공간을 제공하는 챔버(11)와, 상기 챔버의 일측에 설치되고 선단부에 타겟(12a)이 배치되는 캐소드(12)와, 상기 캐소드(12)에 대향되며 선단부에 기판지지대(13a)가 배치되는 애노드(13)와, 상기 캐소드(12)와 애노드(13)에 전원을 공급하는 전원부(미도시)와, 상기 타겟(12a)과 기판지지대(13a)의 사이에 설치된 부가전극(14)을 포함하여 구성된다.
상기 챔버(11)에는 소정의 진공도를 부여하기 위해 진공배기할 수 있는 진공펌프(미도시)가 연결되어 있고, 챔버(11)의 일측에는 플라즈마를 형성하기 위한 반응가스를 공급하는 반응가스공급구(11a)가 형성되어 있고, 챔버(11)의 타측에는 반응 후의 가스 배기를 위한 반응가스배기구(11b)가 형성되어 있다.
상기 캐소드(12)는 상기 챔버(11)의 상부에 설치되어 상기 타겟(12a)에 접지대비 (챔버) 음의 전하를 인가하며, 상기 타겟(12a)의 하부에는 흐르는 물을 통해 상기 타겟(12a)이 과열되지 않도록 냉각하는 냉각수단이 구비된다.
상기 애노드(13)는 상기 챔버(11)의 하부에 상기 캐소드(12)에 대향되게 배치되며, 상기 애노드(13)의 상부에는 기판을 지지하는 기판지지대(13a)가 구비된다.
본 발명의 실시예에서는 챔버(11) 내에 타겟(12a)과 기판지지대(13a)를 상,하로 배치하였으나, 타겟(12a)과 기판지지대(13a)를 챔버(11) 내의 좌,우측에 배치할 경우, 성막 시에 부가전극(14)에 생성되는 입자가 기판에 떨어지는 것을 막을 수 있어 유리하다.
상기 기판지지대(13a)에는 기판(S)을 가열할 수 있는 가열수단이 구비될 수 있으며, 가열수단으로는 바람직하게는 전기적으로 기판을 가열할 수 있는 것이 사용되나, 스퍼터 장치에 사용될 수 있는 것이라면 반드시 이에 한정되지는 않는다.
상기 부가전극(14)은, 상기 타겟(12a)과 기판지지대(13a)의 사이에 배치되는 제3의 전극으로써, 상기 부가전극(14)에는 음의 전압이 인가되게 된다. 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 부가전극(14)은 원형으로 이루어진 판재(14a)에 상기 판재(14a)의 외주부를 따라 상기 타겟(12a)을 소정 간격을 두고 커버할 수 있는 플랜지(14b)가 형성되어 원통형의 형상으로 이루어지며, 상기 판재(14a)의 중앙부에는 다수의 홀(14d)이 형성된 메시부(14c)가 형성되어 있다. 상기 메시부(14c)의 중심은 상기 타겟(12a) 및 기판지지대(13a)를 잇는 축선 상에 위치하도록 배치된다.
한편, 본 발명의 실시예에서는 상기 부가전극(14)을 원통형으로 하였으나, 스퍼터장치에서 발생하는 플라즈마가 기판을 손상시키기 않도록 하는 것이면 되므로, 플랜지부를 형성하지 않은 판상이나 또는 타겟의 형상에 맞추어 삼각통형, 사각통형, 육각통형과 같은 다각통형의 형상으로 할 수도 있다.
상기 메시부(14c)의 개구율(메시부 전체면적에 대한 개구된 홀의 면적비율)은 40 ~ 80%의 수준으로 유지하는 것이 바람직한데, 이는 개구율이 40% 미만이면 증착효율을 지나치게 저해되고, 80%를 초과할 경우 증착효율은 우수해지나 기판의 손상이 커지기 때문이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 메시부(14c)를 설정할 경우, 도 2의 종래의 스퍼터 장치에 비해, 고에너지 입자가 직접적으로 기판에 도달하는 것을 상당히 줄일 수 있게 되어, 기판 및/또는 기판 상에 형성된 소자의 손상을 크게 줄일 수 있게 된다.
또한, 음의 전압을 부가전극에 가할 경우 부가전극(14)과 기판(S) 사이에 플라즈마의 밀도가 감소하게 되며 이에 따라 기판 상에 형성되는 박막의 손상을 최소화할 수 있다.
도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 실시예에 따른 스퍼터 장치에 구비되는 부가전극의 단면도이다. 도시된 바와 같이, 상기 메시부(14c)의 형상은 단면직경에 변화가 없는 일반적인 홀(도 6a 참조)로 할 수 있으나, 도 6b에 도시된 바와 같이, 홀(14d)의 단면직경을 기판지지대(13a) 방향을 향해 연속적으로 점점 커지게 형성하거나, 도 6c에 도시된 바와 같이, 홀(14d)의 단면직경을 기판지지대(13a) 방향을 향해 단계적으로 점점 커지게 형성할 수 있다. 이와 같이 홀(14d)의 단면직경을 기판지지대(13a) 방향을 향해 점점 커지게 하면, 일단 홀(14d)의 표면을 통과한 입자가 홀(14d)의 단면에 부착되지 않고 그대로 낙하하기 용이하여, 홀(14d)의 단면에 타겟 입자 등이 잘 부착되지 않아 유지 관리가 용이할 뿐 아니라, 증착 효율의 측면에서도 유리하기 때문이다.
또한, 상기 메시부(14c)는 ITO와 같은 성막할 재료에 대해 접합력이 우수하며 스퍼터링 일드(sputtering yield)가 낮은 물질로 하는 것이 바람직한데, 이는 메시부의 물질이 스퍼터링되기 쉬울 경우 증착하는 박막에 불순물로 포함되어 목표하는 물성을 얻기 힘들기 때문이다. 상기 메시부(14c)를 구성하는 재료로 본 발명의 실시예에서는 텅스텐(W)을 사용하였으나, 타겟(12a)을 구성하는 재료에 스퍼터링 일드가 낮은 것이면 제한 없이 사용될 수 있으며, 예를 들어 탄소(C), 실리콘(Si), 바나듐(V), 이트륨(Y), 에르븀(Er), 코발트(Co), 니켈(Ni), 몰리브덴(Mo), 탄탈룸(Ta), 티타늄(Ti) 등이 그 바람직한 예이다.
다음으로, 본 발명에 따른 스퍼터 장치(10)를 이용한 성막 방법에 대해 설명한다.
먼저 기판지지대(13a)상에 기판(S)을 장착한다. 이때, 장착되는 기판(S)의 크기에 따라, 부가전극(14)의 메시부(14c)의 크기를 조절한다. 즉, 기판(S)의 크기에 맞추어 메시부(14c)의 직경을 조절하는 것이며, 이 경우 메시부(14c)의 홀이 형성되어 있는 직경이 상기 기판(S)의 직경보다 약간 크게 조절하는 것이 바람직하다. 본 발명의 실시예에 따른 메시부(14c)의 개구율은 약 58%로 조절하였다.
이어서, 일반적인 성막 조건과 동일하게, 전원을 인가하여 타겟(12a)의 중앙부에서 플라즈마를 형성시키고, 상기 부가전극(14)에도 0 ~ -100V로 다양한 전압을 인가하여, ITO 박막을 성막하였다.
구체적으로, 인가되는 전원은 RF와 DC의 2가지로 하여, 100W, 3mTorr의 조건에서 플라즈마의 종류에 대한 부가전극의 영향을 확인하였으며, 도 7은 상기 조건으로 스퍼터링을 수행하면서 부가전극에 전원을 인가하였을 때의 부가전극과 기판사이의 플라즈마 상태를 촬영한 사진이다.
도 7에서 확인되는 바와 같이, RF 및 DC 플라즈마의 경우 모두, 부가전극과 기판 사이의 밝기가 어두워지는 것으로부터 플라즈마 밀도가 음의 인가전압이 증가할수록 감소하는 것을 확인할 수 있었다.
또한, 각각 부가전극의 전압을 -50V, -80V 이상 인가하였을 때, 플라즈마 확산이 억제되는 것을 확인하였다. 이로부터, 플라즈마 확산을 억제하기 위해서는 부가전극에는 적어도 -40V 이상의 전압이 인가될 필요가 있음을 알 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 스퍼터 장치의 부가전극에 -60V를 인가하였을 때, 파워에 따른 플라즈마 상태를 촬영한 사진이다.
도 8에서 확인되는 바와 같이, 동일 인가전압(-60V) 하에서 플라즈마 파워가 증가함에 따라, 기판 부근의 플라즈마 밀도는 증가한다. 다시 말해, 플라즈마에 의한 기판 및/또는 소자의 손상 가능성이 높아지므로, 플라즈마 파워는 증착 효율을 저해하지 않는 범위에서 최대한 낮게 설정하는 것이 바람직하다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 스퍼터 장치를 이용하여 ITO 박막을 형성할 때, 부가전극에 음의 전압을 인가하지 않은 경우와 -60V를 인가한 경우에, 생성된 ITO 박막의 스퍼터링 파워에 따른 비저항의 변화를 측정한 결과이고, 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 스퍼터 장치를 이용하여 ITO 박막을 형성할 때, 부가전극에 음의 전압을 인가하지 않은 경우와 -60V를 인가한 경우에, 생성된 ITO 박막의 증착압력에 따른 비저항의 변화를 측정한 결과이며, 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 스퍼터 장치를 이용하여 ITO 박막을 형성할 때, 부가전극에 음의 전압을 인가하지 않은 경우와 -60V를 인가한 경우에, 생성된 ITO 박막의 아르곤(Ar) 가스 유동률에 따른 비저항의 변화를 측정한 결과이다.
상기 도 9 내지 도 11에서 확인되는 바와 같이, 본 발명에 따른 부가전극을 이용하여 음의 전압을 인가하여 ITO 박막을 성막한 경우가, 음의 전압을 인가하지 않고 형성한 ITO 박막에 비해, 비저항이 낮음을 알 수 있다.
특히, 플라즈마 파워 25W, 증착 압력 5mTorr, Ar 유량 70sccm, 인가전압 -60V의 조건으로 ITO 박막을 형성할 경우, 형성된 ITO 박막의 열처리 전 비저항이 상온에서 372μΩ㎝로 매우 낮은데, 인가전압을 가하지 않은 경우에는 1000μΩ㎝ 이상의 비저항을 나타내었다. 이는, 본 발명에 따른 스퍼터 장치 및 스퍼터링 방법이 박막을 성막함에 있어서 종래의 방법에 비해 손상을 현저하게 줄일 수 있음을 의미한다.

Claims (11)

  1. 반응 공간을 제공하는 챔버와,
    상기 챔버의 일측에 설치된 타겟과,
    상기 타겟에 대향되게 설치된 기판지지대와,
    상기 타겟에 전원을 공급하는 전원부와,
    상기 타겟과 기판지지대의 사이에 설치되어 추가로 음의 전압을 인가하는 부가전극을 포함하고,
    상기 부가전극의 일부 또는 전부에는 상기 타겟으로부터 떨어져나온 타겟 입자가 통과할 수 있도록 다수의 홀로 이루어진 메시부가 형성된 것을 특징으로 하는 스퍼터 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 부가전극은 판상으로 이루어지고, 그 중심부에 상기 메시부가 형성된 것을 특징으로 하는 스퍼터 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 판상의 외주부에서는 상기 타겟을 커버할 수 있도록 플랜지부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 스퍼터 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 부가전극에 가해지는 음의 전압은 상기 메시부 또는 메시부를 포함하는 전체에 인가되는 것을 특징으로 하는 스퍼터 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 부가전극은 스퍼터링 일드(sputtering yield)가 낮은 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 스퍼터 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 부가전극은 C, Si, V, Y, Er, Co, Ni, Mo, Ta, W, Ti 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 합금인 것을 특징으로 하는 스퍼터 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 홀의 단면 직경은 상기 타겟에서 기판지지대 방향으로 갈수록 넓어지게 형성된 것을 특징으로 하는 스퍼터 장치.
  8. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 홀의 직경은 플라즈마를 형성하는 이온이 통과하기 어렵게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 스퍼터 장치.
  9. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 타겟과 기판지지대는 상기 챔버의 좌,우측에 수평으로 배치되는 것을 특징으로 하는 스퍼터 장치.
  10. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 메시부의 홀의 단면 직경은 기판지지대 방향으로 갈수록 연속적으로 넓어지도록 테이퍼 가공된 것을 특징으로 하는 스퍼터 장치.
  11. 반응 공간을 제공하는 챔버와, 상기 챔버의 일측에 설치된 타겟과, 상기 타겟에 대향되게 설치된 기판지지대와, 상기 타겟에 전원을 공급하는 전원부와, 상기 타겟과 기판지지대의 사이에 설치되어 추가로 음의 전압을 인가하는 부가전극을 포함하고, 상기 부가전극의 일부 또는 전부에는 상기 타겟으로부터 떨어져나온 타겟 입자가 통과할 수 있도록 다수의 홀로 이루어진 메시부가 형성되어 있는 스퍼터 장치를 이용한 스퍼터링 방법으로서,
    상기 기판지지대 상에 기판을 장착하는 단계,
    상기 전원부에서 전원을 인가하는 단계 및
    상기 부가전극에 -50V ~ -200V의 전압을 인가하는 단계를 포함하는 스퍼터링 방법.
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