KR20140126519A - 스퍼터링 장치 - Google Patents

스퍼터링 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20140126519A
KR20140126519A KR20130044775A KR20130044775A KR20140126519A KR 20140126519 A KR20140126519 A KR 20140126519A KR 20130044775 A KR20130044775 A KR 20130044775A KR 20130044775 A KR20130044775 A KR 20130044775A KR 20140126519 A KR20140126519 A KR 20140126519A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
magnet
targets
ground shield
backing plate
target
Prior art date
Application number
KR20130044775A
Other languages
English (en)
Inventor
오지영
황병수
Original Assignee
주식회사 아바코
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 아바코 filed Critical 주식회사 아바코
Priority to KR20130044775A priority Critical patent/KR20140126519A/ko
Publication of KR20140126519A publication Critical patent/KR20140126519A/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/34—Sputtering
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/34—Sputtering
    • C23C14/3407—Cathode assembly for sputtering apparatus, e.g. Target
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/34—Sputtering
    • C23C14/3464—Sputtering using more than one target
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/34—Sputtering
    • C23C14/35—Sputtering by application of a magnetic field, e.g. magnetron sputtering
    • C23C14/352—Sputtering by application of a magnetic field, e.g. magnetron sputtering using more than one target

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

본 발명은 반응 챔버의 내부에 서로 대향되도록 마련된 기판 안착부 및 복수의 타겟와, 일면에 복수의 타겟이 각각 고정되는 복수의 백킹 플레이트와, 복수의 백킹 플레이트 사이에 각각 마련된 복수의 가이드 수단과, 적어도 일부가 복수의 타겟 사이에 마련되며 백킹 플레이트와 이격되어 마련된 그라운드 쉴드와, 가이드 수단의 적어도 일 영역에 돌출되어 그라운드 쉴드의 체결 홈에 삽입되는 고정부를 포함하는 스퍼터링 장치를 제시한다.

Description

스퍼터링 장치{Sputtering apparatus}
본 발명은 스퍼터링 장치에 관한 것으로, 특히 열 변형을 방지할 수 있는 그라운드 쉴드를 구비하는 스퍼터링 장치에 관한 것이다.
스퍼터링 장치는 반도체, LCD 또는 태양 전지 제조 시 박막을 증착하는 장치이다. 예컨데, 마그네트론 스퍼터링(Magnetron sputtering) 장치는 진공 상태의 챔버(chamber) 내로 가스를 주입하여 플라즈마를 생성시키고, 이온화된 가스 입자를 증착하고자 하는 타겟(target) 물질과 충돌시킨 후 충돌에 의해 스퍼터된 입자를 기판에 증착시킨다. 이때, 타겟에 터널 형태의 자속을 형성하기 위해 마그넷 유닛이 타겟 후면에 배치된다. 이러한 마그네트론 스퍼터링 장치는 상대적으로 저온에서 박막을 제조할 수 있고, 전기장에 의해 가속된 이온들이 기판에 치밀하게 증착된다는 장점 때문에 널리 사용하고 있다.
스퍼터링 장치는 반응 챔버 내부에 서로 대향되게 마련되는 기판부와 타겟부를 포함할 수 있다. 기판부는 기판과, 기판을 지지하는 기판 지지대를 포함하며, 타겟부는 백킹 플레이트, 타겟 및 그라운드 쉴드를 포함한다. 여기서, 대면적 기판에 적용하기 위해 복수의 타겟이 소정 간격으로 마련될 수 있다. 즉, 백킹 플레이트 상에 복수의 타겟이 소정 간격 이격되어 마련된다. 또한, 그라운드 쉴드는 사각 틀 형상의 외측 프레임 내에 복수의 내측 프레임이 볼트에 의해 고정되어 마련되며, 복수의 내측 프레임이 타겟의 길이 방향으로 타겟 사이에 마련된다. 이러한 그라운드 쉴드는 외측 프레임의 상측이 쉴드 블럭에 고정되고, 내측 프레임이 타겟의 길이 방향으로 백킹 플레이트와 소정 간격 이격되어 마련된다. 또한, 그라운드 쉴드의 외측 프레임의 하측에는 그라운드 쉴드가 열을 받았을 때 길이 방향으로 늘어날 수 있도록 장공이 형성되고, 장공에 볼트가 체결되어 타겟 방향으로 좌우 이동하지 않으면서 하측 방향으로는 팽창할 수 있도록 깊이 방향으로 갭을 둔 상태로 볼트를 체결한다. 즉, 그라운드 쉴드의 열팽창을 한쪽 방향으로 하기 위하여 상측은 고정하고 하측은 그라운드 쉴드가 타겟 방향으로는 이동하지 않고 하측 방향으로만 열팽창하도록 하기 위해 약간의 갭을 두고 체결된다.
그러나, 그라운드 쉴드의 마찰 등으로 인하여 기판 방향으로 열팽창하여 예컨데 활 형상으로 휘는 경우 그라운드 쉴드가 타겟과 쇼트되는 현상이 발생된다. 또한, 기판 방향으로 그라운드 쉴드가 열팽창하여 타겟과 그라운드 쉴드 사이의 거리가 멀어지는 경우 백킹 플레이트 및 타겟과 그라운드 쉴드 사이에 플라즈마가 발생하는 문제점이 있다.
본 발명은 그라운드 쉴드가 열 변형에 의해 휨이 발생되는 경우 길이 방향으로 열 팽창이 되도록 하는 스퍼터링 장치를 제공한다.
본 발명은 가이드 수단의 적어도 일 영역에 고정부가 마련되고, 고정부에 의해 그라운드 쉴드의 적어도 일부가 고정됨으로써 그라운드 쉴드의 열 변형을 방지할 수 있는 스퍼터링 장치를 제공한다.
본 발명의 실시 예들에 따른 스퍼터링 장치는 반응 챔버의 내부에 서로 대향되도록 마련된 기판 안착부 및 복수의 타겟; 일면에 상기 복수의 타겟이 각각 고정되는 복수의 백킹 플레이트; 상기 복수의 백킹 플레이트 사이에 각각 마련된 복수의 가이드 수단; 적어도 일부가 상기 복수의 타겟 사이에 마련되며 상기 백킹 플레이트와 이격되어 마련된 그라운드 쉴드; 및 상기 가이드 수단의 적어도 일 영역에 돌출되어 상기 그라운드 쉴드의 체결 홈에 삽입되는 고정부를 포함한다.
상기 복수의 백킹 플레이트의 타면에 각각 마련된 복수의 고정판; 상기 복수의 고정판과 상기 반응 챔버의 내벽 사이에 마련된 복수의 절연체; 및 상기 고정판 및 백킹 플레이트의 외측에 이들과 소정 간격 이격되어 마련되며 상기 반응 챔버의 내벽에 고정되는 쉴드 블럭을 더 포함한다.
상기 절연체, 고정판 및 백킹 플레이트가 적층되고, 이들 사이에 상기 가이드 수단이 상기 타겟의 길이 방향으로 마련된다.
상기 그라운드 쉴드는 상기 복수의 타겟 외측에 마련되고 적어도 일부가 상기 쉴드 블럭에 고정되는 외측 프레임과, 상기 외측 프레임의 적어도 일부로부터 상기 복수의 타겟 사이에 마련된 복수의 내측 프레임을 포함한다.
상기 내측 프레임의 소정 영역에 상기 가이드 수단을 수용하는 수용 홈이 형성되고, 상기 수용 홈의 소정 영역으로부터 상기 수용 홈보다 깊게 상기 체결 홈이 형성된다.
상기 고정부는 상기 체결 홈 내에 소정의 갭을 두고 체결된다.
상기 백킹 플레이트의 외측에 마련된 복수의 자석부을 더 포함한다.
상기 자석부는 서로 이격된 제 1 및 제 2 장변부를 포함하는 제 1 자석과, 서로 이격된 제 3 및 제 4 장변부를 포함하여 상기 제 1 자석 외측에 마련된 제 2 자석을 각각 포함하며, 상기 제 1 자석과 상기 제 2 자석은 서로 다른 극성을 갖고, 상기 복수의 자석부에서 발생된 자기장의 수직 성분이 "0"인 지점간의 거리가 모두 동일하다.
본 발명의 실시 예들에 따른 스퍼터링 장치는 복수의 타겟 사이에 마련되는 가이드 수단의 적어도 일 영역에 가이드 수단으로부터 돌출되는 고정부가 마련되고, 고정부가 그라운드 쉴드의 내측 프레임의 체결 홈에 삽입되어 그라운드 쉴드가 고정된다.
본 발명에 의하면, 공정 중의 고온에 의해 그라운드 쉴드가 열팽창하더라도 가이드 수단을 이탈하지 않으므로 그라운드 쉴드와 타겟의 쇼트를 방지할 수 있다. 또한, 그라운드 쉴드의 체결 홈과 고정부 사이의 갭 이상으로 그라운드 쉴드가 열팽창하는 것을 방지할 수 있어 그라운드 쉴드와 타겟 사이에 플라즈마가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 타겟부의 수명을 향상시킬 수 있고, 공정 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스퍼터링 장치의 개략 단면도.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 타겟부의 분리 사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 타겟부의 단면도.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스퍼터링 장치에 이용되는 자석의 평면도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하기로 한 다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스퍼터링 장치의 개략 단면도이고, 도 2는 타겟부의 분리 사시도이며, 도 3은 타겟부의 결합 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 스퍼터링 장치는 소정의 반응 공간이 마련된 반응 챔버(100)와, 반응 챔버(100)의 일측에 마련되어 기판(10)이 안착되는 기판 안착부(200)와, 기판 안착부(200)와 대향되는 반응 챔버(100)의 타측에 마련되어 박막 증착 물질을 제공하는 타겟부(300)와, 타겟부(300)의 외측에 마련된 자석부(400)를 포함할 수 있다. 또한, 기판 안착부(200)와 타겟부(300) 사이에 마련되어 소정의 패턴이 마련된 마스크(미도시)가 더 마련될 수도 있다.
반응 챔버(100)는 내부에 소정의 공간이 마련되는 통 형상으로 마련된다. 예를 들어, 반응 챔버(100)는 내부에 공간이 마련된 육면체 형상으로 마련될 수 있다. 반응 챔버(100)의 내부에는 기판 안착부(200)와 타겟부(300)가 서로 대향되도록 마련될 수 있다. 즉, 기판 안착부(200) 및 타겟부(300)가 서로 마주보도록 반응 챔버(100) 내부의 측부에 마련될 수 있다. 또한, 기판 안착부(200)가 상측에 마련되고 타겟부(300)가 하측에 마련되거나, 기판 안착부(200)가 하측에 마련되고 타겟부(300)가 상측에 마련될 수 있다. 그러나, 본 발명의 실시 예는 반응 챔버(100) 내부의 측부에서 기판 안착부(200)와 타겟부(300)가 서로 마주보도록 마련된 경우를 설명한다. 이러한 반응 챔버(100)는 서로 대향되는 일 측 및 타 측에 기판(10)이 인입되고 기판(10)이 인출되는 기판 출입구(미도시)가 마련될 수 있다. 또한, 반응 챔버(100)의 내부 압력을 조절하기 위해 반응 챔버(100)의 일 영역에는 배기구(미도시)가 마련되고 배기구에 배기 장치가 연결될 수 있다. 한편, 반응 챔버(100)는 기판(10)이 일 측으로부터 타 측으로 이동하면서 공정이 진행되는 인라인 장치에 적용될 수 있고, 기판(10)이 인입된 후 정지 상태에서 공정이 진행되는 정지형 장치에 적용될 수 있다.
기판 안착부(200)는 증착 물질이 기판(10)에 균일하게 증착될 수 있도록 기판(10)을 고정한다. 기판 안착부(200)는 기판(10)이 안착되면 고정 수단 등을 이용하여 기판(10)의 가장자리를 고정하거나, 기판(10)의 뒷면에서 기판(10)을 고정할 수 있다. 기판 안착부(200)는 인라인(Inline) 스퍼터링 장치일 경우에 기판(10)을 고정할 수 있는 고정 수단이 구비된 캐리어 장치일 수 있다. 또한, 기판 안착부(200)는 기판(10)이 안착된 상태에서 일 방향으로 이동할 수 있다. 따라서, 기판 안착부(200)의 하측에는 롤러(미도시) 등의 이동 수단이 마련될 수 있다. 물론, 기판 안착부(200)의 일부가 이동 수단으로 기능할 수도 있다. 또한, 정지형 스퍼터링 장치일 경우 고정 수단이 필요하지 않을 수 있다. 그러나, 정지형 스퍼터링 장치의 경우 기판(10)을 기립시키고 고정하는 고정 수단이 구비될 수 있다. 한편, 기판(10)은 반도체, LCD, 태양 전지 등을 제조하기 위한 기판일 수 있으며, 실리콘 웨이퍼, 글래스 등일 수 있다. 본 실시 예에서 기판(10)은 글래스 등의 대면적 기판을 이용한다.
타겟부(300)는 기판 안착부(200)와 대향되어 반응 챔버(100)의 일 측에 마련된다. 이러한 타겟부(300)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 절연체(305), 고정판(310), 백킹 플레이트(320), 타겟(330), 쉴드 블럭(340), 그라운드 쉴드(350) 및 가이드 수단(360)을 포함할 수 있다. 여기서, 절연체(305), 고정판(310), 백킹 플레이트(320) 및 타겟(330)은 각각 복수 마련되고 각각 적층되어 캐소드를 이루고, 그라운드 쉴드(350)는 캐소드와 이격되어 애노드의 기능을 한다. 절연체(305)는 반응 챔버(100) 내면의 소정 영역에 고정된다. 이러한 절연체(305)는 반응 챔버(100)와 고정판(310)을 절연시키기 위해 마련된다. 절연체(305)은 소정 두께의 판 형상으로 마련되며, 소정 간격 이격되도록 복수 마련될 수 있다. 즉, 절연체(305)는 예를 들어 타겟(330)에 대응되는 형상으로 소정 간격 이격되어 복수 마련될 수 있고, 타겟(330) 사이의 영역에 대응되도록 소정 간격 이격되어 복수 마련될 수도 있다. 고정판(310)은 소정 두께의 판 형상으로 마련되며, 일면이 절연체(305)에 접촉되고, 타면에 백킹 플레이트(320)가 마련된다. 즉, 고정판(310)은 절연체(305)에 의해 반응 챔버(100)와 절연된다. 이러한 고정판(310)은 타겟(330)에 대응되는 형상 및 사이즈를 가지며, 예를 들어 스테인레스 스틸로 제작될 수 있다. 백킹 플레이트(320)는 소정 두께의 판 형상으로 마련되며, 일면이 고정판(310)의 타면에 접촉 고정된다. 이러한 백킹 플레이트(320)는 고정판(310)과 동일 크기 및 형상으로 마련될 수 있으며, 예를 들어 무산소 구리 재질로 제작될 수 있다. 즉, 절연체(305), 고정판(310), 백킹 플레이트(320)는 타겟(330)보다 큰 사이즈로 복수 마련되어 적층될 수 있다. 타겟(330)은 고정판(310)과 대향되는 백킹 플레이트(320)의 타면 상에 소정의 간격으로 마련될 수 있다. 이러한 타겟(330)은 기판(10)에 증착될 물질로 구성될 수 있는데, 금속 물질 또는 금속 물질을 포함하는 합금일 수 있다. 또한, 타겟(330)은 금속 산화물, 금속 질화물 또는 유전체일 수도 있다. 예를 들어, 타겟(330)은 Mg, Ti, Zr, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Pd, Pt, Cu, Ag, Au, Zn, Al, In, C, Si 및 Sn 등에서 선택되는 원소를 주성분으로 하는 재료가 이용될 수 있다. 한편, 타겟(330)은 대면적 기판(10)에 대응하기 위해 복수가 소정 간격 이격되도록 백킹 플레이트(320)에 고정될 수 있다. 예를 들어, 폭이 200㎜이고 길이가 2900㎜로 마련된 타겟(330)이 60㎜∼80㎜의 간격을 유지하여 기판(10)의 사이즈에 대응되도록 복수 배열될 수 있다. 즉, 복수의 타겟(330)은 폭 방향으로 소정 간격 이격되어 마련될 수 있다. 쉴드 블럭(340)은 예를 들어 사각의 틀 형상으로 마련되어 일면이 반응 챔버(100)에 접촉 고정되고, 고정판(310) 및 백킹 플레이트(320)와 접촉되지 않고 이들을 둘러싸도록 마련된다.
그라운드 쉴드(350)는 외측 프레임(352)과, 타겟(330) 사이의 영역에 대응되도록 마련된 복수의 내측 프레임(354)을 포함한다. 외측 프레임(352)은 쉴드 블럭(340)의 형상을 따라 예를 들어 사각의 틀 형상으로 마련되고, 예를 들어 상측이 쉴드 블럭(340)에 고정된다. 또한, 외측 프레임(352)의 하측에는 그라운드 쉴드(350)가 고열에 의해 길이 방향으로 팽창할 수 있도록 길이 방향으로 장공(미도시)이 형성되고, 그라운드 쉴드(350)가 타겟(330) 방향으로 좌우 이동하지 않으면서 하측 방향으로는 팽창할 수 있도록 깊이 방향으로 갭을 둔 상태로 장공에 볼트(미도시)가 체결된다. 복수의 내측 프레임(354)은 사각 틀 형상의 외측 프레임(352) 내에 볼트 등에 의해 고정된다. 예를 들어, 상측 및 하측의 두 외측 프레임(352) 사이에 타겟(330)의 길이 방향으로 복수의 내측 프레임(354)이 소정 간격으로 마련될 수 있다. 즉, 복수의 내측 프레임(354)은 타겟(330)의 길이 방향으로 타겟(330) 사이에 마련된다. 또한, 내측 프레임(354)은 백킹 플레이트(320)로부터 소정 높이로 마련된 가이드 수단(360)에 의해 백킹 플레이트(320) 및 타겟(330)과 각각 소정 간격 이격되어 마련될 수 있다. 예를 들어, 내측 프레임(354)은 타겟(330)과 2㎜∼3㎜ 정도의 간격을 유지하도록 마련될 수 있다. 이를 위해 내측 프레임(354)의 백킹 플레이트(320)와 대면하는 일면의 소정 영역에는 가이드 수단(360)을 수용하는 수용 홈(354a)이 형성될 수 있다.
가이드 수단(360)은 복수의 캐소드 사이에 소정 폭 및 길이의 판 형상으로 마련되어 복수의 캐소드를 절연시킨다. 즉, 가이드 수단(360)은 반응 챔버(100)의 내면으로부터 적층된 절연체(305), 고정판(310), 백킹 플레이트(320) 및 타겟(330) 사이에 마련된다. 이때, 가이드 수단(360)은 타겟(330)의 높이보다 낮게 타겟(330) 사이에 마련될 수 있다. 다시 말하면, 가이드 수단(360)의 캐소드 사이에 마련되며 일 측면은 반응 챔버(100)의 벽면에 접촉될 수 있고, 타 측면은 타겟(330) 사이에 노출될 수 있다. 이러한 가이드 수단(360)은 복수의 캐소드를 절연시킬 수 있도록 타겟(330)의 길이 방향으로 고정판(310), 백킹 플레이트(320) 등의 사이즈에 대응되는 길이로 마련될 수 있고, 타겟(330)의 간격보다 좁은 폭으로 마련될 수 있다. 물론, 가이드 수단(360)은 적층된 절연체(305), 고정판(310) 및 백킹 플레이트(320)의 전체 두께에 대응되는 높이로 마련될 수 있다. 또한, 가이드 수단(360)은 소정 영역에 홈(미도시)이 형성되고, 절연체(305)의 소정 영역에 형성된 고리(미도시)에 걸려 고정될 수 있다. 이러한 가이드 수단(360)에 의해 백킹 플레이트(320)와 그라운드 쉴드(350)가 접촉되지 않고, 인접한 타겟(330)이 분리될 수 있다. 또한, 가이드 수단(360)은 적어도 일 영역에 돌출된 고정부(362)가 마련된다. 예를 들어, 고정부(362)는 가이드 수단(360)의 중앙 부분에 마련될 수 있다. 물론, 고정부(362)는 복수의 영역에 소정 간격 이격되어 복수 마련될 수 있다. 고정부(362)는 가이드 수단(360)의 폭보다 넓게 마련될 수 있다. 즉, 고정부(362)는 가이드 수단(360)의 소정 영역에 가이드 수단(360)의 폭보다 넓은 폭으로 마련될 수 있다. 여기서, 고정부(362)에 대응되는 영역의 내측 프레임(354)에는 체결 홈(354b)이 형성되어 고정부(362)가 삽입 고정된다. 즉, 가이드 수단(360)이 수용되는 수용 홈(354a)이 내측 프레임(354)의 길이 방향으로 형성되고, 수용 홈(354a)의 적어도 일 영역에는 수용 홈(354a) 보다 내측으로 수용 홈(354a)보다 크게 체결 홈(354b)이 형성된다. 여기서, 체결 홈(354b)은 고정부(362)보다 크게 마련될 수 있다. 즉, 고정부(362)가 체결 홈(354b)에 체결되었을 때 고정부(362)와 체결 홈(354b) 사이에 소정의 갭이 형성되도록 한다. 고정부(362)와 체결 홈(354b) 사이의 갭은 그라운드 쉴드(350)의 열팽창을 방지할 수 있을 정도로 형성될 수 있다. 따라서, 내측 프레임(354)의 적어도 일부가 가이드 수단(360) 및 고정부(362)에 의해 고정되므로 그라운드 쉴드(350)가 고온에 의해 열팽창하는 경우에도 그라운드 쉴드(350)가 변형되는 문제를 방지할 수 있다.
자석부(400)는 타겟부(300)의 후면에 마련될 수 있는데, 예를 들어 반응 챔버(100) 외측에 마련될 수 있다. 이러한 자석부(400)는 플라즈마에서 발생하는 전자가 스퍼터링 장치의 다른 부분으로 이탈하는 것을 방지하기 위해 자기장을 인가한다. 또한, 자석부(400)는 요크(410)와 복수의 자석(420)을 포함할 수 있다. 이러한 자석부(400)는 그 외측에 구동 수단이 마련되어 수평 방향으로 왕복 이동할 수 있다. 요크(410)은 평판 형상이고, 요크(410)의 일면에 복수의 자석(420)이 설치된다. 요크(410)는 예를 들면 페라이트계의 스테인레스 등을 이용할 수 있다. 각각의 자석(420) 타겟(330)에 대응되도록 마련된다. 이러한 자석(420)은 내측에 마련된 제 1 자석(422)과, 제 1 자석(422)을 감싸도록 외측에 마련된 제 2 자석(424)을 포함한다. 이때, 제 1 자석(422)은 바 형상으로 마련될 수 있고, 제 2 자석(424)은 제 1 자석(422) 외측에 바 형상으로 마련되거나 제 1 자석(422)을 감싸는 폐루프 형상으로 마련될 수 있다. 또한, 제 1 자석(422) 및 제 2 자석(424)은 극성이 다르게 마련될 수 있다. 따라서, 자석(420)은 N-S-N 또는 S-N-S의 극성으로 배열될 수 있다. 그러나, 제 1 자석(422) 및 제 2 자석(424)이 모두 폐루프 형상으로 마련될 수도 있다. 따라서, 자석(420)은 N-S-S-N 또는 S-N-N-S의 극성 배열로 마련될 수 있다. 예를 들어, 제 1 자석(422)은 도 4에 도시된 바와 같이 서로 소정 간격 이격되며 동일 길이의 제 1 및 제 2 장변부(422a, 422b)와 제 1 및 제 2 장변부(422a, 422b)의 가장자리에 제 1 및 제 2 장변부(422a, 422b)을 연결하도록 마련된 제 1 및 제 2 단변부(422c, 422d)를 포함할 수 있다. 또한, 제 2 자석(424)은 도 4에 도시된 바와 같이 제 1 자석(422)의 제 1 및 제 2 장변부(422a, 422b)와 소정 간격 이격되고 이보다 길게 제 1 및 제 2 장변부(424a, 424b)가 마련될 수 있고, 제 1 및 제 2 장변부(424a, 424b)의 가장자리에서 제 1 및 제 2 장변부(424a, 424b)를 서로 연결하도록 제 1 및 제 2 단변부(424c, 424d)가 마련될 수 있다. 따라서, 제 2 자석(424)은 장변부(424a, 424b) 및 단변부(424c, 424d)가 직사각형의 형상을 이루면서 제 1 자석(422)을 둘러싸도록 마련될 수 있다. 이때, 자석부(400)는 수평 자기장의 수직 성분이 "0"이 되는 지점이 이루는 선, 즉 레이스 트랙의 폭과 두 레이스 트랙 사이의 거리의 비가 1:0.5 내지 1:2의 비율로 마련된다. 즉, 자석부(400)은 극성이 다른 두 자석 사이에서 자기장이 발생되며, 자기장은 마그넷 유닛(100)과 대향되는 기판(10) 방향으로 발생되는데, 자기장의 피크, 즉 자기장의 수직 성분이 "0"이 되는 지점이 되며, 이러한 자기장의 피크를 연결한 선이 레이스 트랙(도 4의 점선 부분)이 된다. 본 발명은 도 4에 도시된 바와 같이 극성이 다른 제 1 및 제 2 자석(422, 424)에서 발생된 자기장의 레이스 트랙의 폭(A)과 이와 인접하게 발생된 자기장의 레이스 트랙 사이의 거리(B)가 1:0.5 내지 1:2의 비율로 마련된다. 즉, 종래에는 레이스 트랙의 폭와 두 레이스 트랙 사이의 거리의 비가 1:3이 되도록 마그넷 유닛이 마련되었으나, 본 발명은 이보다 작은 1:0.5 내지 1:2의 비율로 마련된다. 이를 위해 자석(420)은 제 2 자석(424)의 장변부(424a)와 제 1 자석(422)의 장변부(422a) 사이의 제 1 간격, 제 1 자석(422)의 장변부(422a, 422b) 사이의 간격을 제 2 간격, 제 1 자석(422)의 장변부(422b)와 제 2 자석(424)의 장변부(424b) 사이의 간격을 제 3 간격, 일 자석(420)의 제 2 자석(424)의 장변부(424b)와 이와 인접한 타 자석(420)의 제 2 자석(424)의 장변부(424a) 사이의 간격을 제 4 간격이라 할 경우 제 2 간격과 제 4 간격은 제 2 간격을 1로 할 경우 제 4 간격이 0.5∼2로 변화시킬 수 있다. 이때, 제 1 간격과 제 3 간격은 동일하게 마련될 수 있고, 제 2 간격과 제 4 간격이 동일하게 마련될 수 있다. 물론, 제 1 간격 내지 제 4 간격이 모두 동일할 수도 있다. 그러나, 마그넷 유닛(100)은 제 1 자석(120)이 직선 형상으로 마련되고, 제 2 자석(130)이 이를 감싸도록 마련될 수도 있으므로 자석 배열은 N-S-N 또는 S-N-S를 가질 수도 있다. 또한, 본 발명은 극성이 다른 두 자석으로 이루어진 마그넷 유닛(100)이 복수 마련되는 경우 뿐만 아니라 복수의 자석이 극성이 다르게 배열되는 경우도 포함될 수 있으므로 N-S-…-N-S로 자석 배열이 이루어질 수도 있다. 이렇게 극성이 다른 두 자석 사이에서 발생된 자기장의 레이스 트랙의 폭(A)과 인접한 두 레이스 트랙 사이의 거리(B)의 비를 1:0.5 내지 1:2의 비율로 자석부(420)를 제작함으로써 일 레이스 트랙에 대응하여 발생되는 에로전의 폭과 레이스 트랙 사이에 대응하여 발생되는 에로전의 폭의 비가 종래보다 작아질 수 있다. 따라서, 종래보다 박막의 증착 균일성을 향상시킬 수 있고, 그에 따라 소자의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
상기한 바와 같이 본 발명의 일 실시 예에 따른 스퍼터링 장치는 복수의 타겟(330) 사이에 마련되는 가이드 수단(360)의 적어도 일 영역에 가이드 수단(360)으로부터 돌출되는 고정부(362)가 마련되고, 고정부(362)가 그라운드 쉴드(350)의 내측 프레임(354)의 체결 홈(354b)에 삽입되어 고정된다. 따라서, 공정 중의 고온에 의해 그라운드 쉴드(350)가 열팽창하더라도 가이드 수단(360)을 이탈하지 않으므로 그라운드 쉴드(350)와 타겟(330)의 쇼트를 방지할 수 있다. 또한, 그라운드 쉴드(350)의 체결 홈(354b)과 가이드 수단(360)의 고정부(362) 사이의 갭 이상으로 그라운드 쉴드(350)가 열팽창하는 것을 방지할 수 있어 그라운드 쉴드(350)와 타겟(330) 사이에 플라즈마가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 결국, 타겟부(300)의 수명을 향상시킬 수 있고, 공정 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 또한, 제 1 및 제 2 자석(422, 424)의 간격과 인접한 자석(420)의 간격을 동일하게 함으로써 제 1 및 제 2 자석(422, 424) 사이의 에로전과 자석(420) 사이의 에로전을 동일 형상 및 크기로 발생할 수 있다. 따라서, 기판(10) 상의 모든 영역에 거의 동일한 두께의 박막을 증착할 수 있어 박막의 증착 균일성을 향상시킬 수 있고, 그에 따라 소자의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 기술적 사상은 상기 실시 예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기 실시 예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주지해야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야에서 당업자는 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시 예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
100 : 반응 챔버 200 : 기판 안착부
300 : 타겟부 400 : 자석부
310 : 고정판 320 : 백킹 플레이트
330 : 타겟 340 : 쉴드 블럭
350 : 그라운드 쉴드 360 : 가이드 수단

Claims (8)

  1. 반응 챔버의 내부에 서로 대향되도록 마련된 기판 안착부 및 복수의 타겟;
    일면에 상기 복수의 타겟이 각각 고정되는 복수의 백킹 플레이트;
    상기 복수의 백킹 플레이트 사이에 각각 마련된 복수의 가이드 수단;
    적어도 일부가 상기 복수의 타겟 사이에 마련되며 상기 백킹 플레이트와 이격되어 마련된 그라운드 쉴드; 및
    상기 가이드 수단의 적어도 일 영역에 돌출되어 상기 그라운드 쉴드의 체결 홈에 삽입되는 고정부를 포함하는 스퍼터링 장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 복수의 백킹 플레이트의 타면에 각각 마련된 복수의 고정판;
    상기 복수의 고정판과 상기 반응 챔버의 내벽 사이에 마련된 복수의 절연체; 및
    상기 고정판 및 백킹 플레이트의 외측에 이들과 소정 간격 이격되어 마련되며 상기 반응 챔버의 내벽에 고정되는 쉴드 블럭을 더 포함하는 스퍼터링 장치.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 절연체, 고정판 및 백킹 플레이트가 적층되고, 이들 사이에 상기 가이드 수단이 상기 타겟의 길이 방향으로 마련되는 스퍼터링 장치.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 그라운드 쉴드는 상기 복수의 타겟 외측에 마련되고 적어도 일부가 상기 쉴드 블럭에 고정되는 외측 프레임과, 상기 외측 프레임의 적어도 일부로부터 상기 복수의 타겟 사이에 마련된 복수의 내측 프레임을 포함하는 스퍼터링 장치.
  5. 청구항 4에 있어서, 상기 내측 프레임의 소정 영역에 상기 가이드 수단을 수용하는 수용 홈이 형성되고, 상기 수용 홈의 소정 영역으로부터 상기 수용 홈보다 깊게 상기 체결 홈이 형성되는 스퍼터링 장치.
  6. 청구항 5에 있어서, 상기 고정부는 상기 체결 홈 내에 소정의 갭을 두고 체결되는 스퍼터링 장치.
  7. 청구항 1 또는 2에 있어서, 상기 백킹 플레이트의 외측에 마련된 복수의 자석부을 더 포함하는 스퍼터링 장치.
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 자석부는 서로 이격된 제 1 및 제 2 장변부를 포함하는 제 1 자석과, 서로 이격된 제 3 및 제 4 장변부를 포함하여 상기 제 1 자석 외측에 마련된 제 2 자석을 각각 포함하며,
    상기 제 1 자석과 상기 제 2 자석은 서로 다른 극성을 갖고,
    상기 복수의 자석부에서 발생된 자기장의 수직 성분이 "0"인 지점간의 거리가 모두 동일한 스퍼터링 장치.
KR20130044775A 2013-04-23 2013-04-23 스퍼터링 장치 KR20140126519A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20130044775A KR20140126519A (ko) 2013-04-23 2013-04-23 스퍼터링 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20130044775A KR20140126519A (ko) 2013-04-23 2013-04-23 스퍼터링 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20140126519A true KR20140126519A (ko) 2014-10-31

Family

ID=51995760

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR20130044775A KR20140126519A (ko) 2013-04-23 2013-04-23 스퍼터링 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20140126519A (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114277427A (zh) * 2022-01-19 2022-04-05 东莞市丰卓自动化科技有限公司 一种电镀设备智能控制系统

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114277427A (zh) * 2022-01-19 2022-04-05 东莞市丰卓自动化科技有限公司 一种电镀设备智能控制系统
CN114277427B (zh) * 2022-01-19 2024-03-12 东莞市丰卓自动化科技有限公司 一种电镀设备

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20180277343A1 (en) Apparatus configured for sputter deposition on a substrate, system configured for sputter deposition on a substrate, and method for sputter deposition on a substrate
EP2669403B1 (en) Magnetic field generation device for magnetron sputtering
JP2001192805A (ja) 汚染物質ブロック用シールド付き傾斜スパッタリングターゲット
JP2014012894A (ja) 電気的に絶縁されたパレット及びアノードアセンブリを含む堆積方法
JP2004532934A (ja) Ｄｃスパッタリングシステムのための高性能マグネトロン
KR101747291B1 (ko) 스퍼터링 방법
US20130068614A1 (en) Sputter deposition apparatus
US11359284B2 (en) High throughput vacuum deposition sources and system
CN101545094B (zh) 具有辅助边缘磁体的矩形磁控管
JP2009293089A (ja) スパッタリング装置
JPWO2016017602A1 (ja) 基板処理装置及び基板処理方法
US8679306B2 (en) Sputtering apparatus
KR20140126519A (ko) 스퍼터링 장치
KR101944975B1 (ko) 마그네트론 스퍼터 전극용의 자석 유닛 및 스퍼터링 장치
KR102123455B1 (ko) 스퍼터링 장치 및 산화물 반도체 물질의 스퍼터링 방법
JPH06108241A (ja) スパッタリング装置
US8052852B2 (en) Magnetron sputtering cathode mechanism
US9556509B2 (en) Vapour deposition
CN111996504A (zh) 铁磁性靶材磁控溅射装置
KR20110122456A (ko) 액정표시장치의 제조장치 및 제조방법
KR20090033718A (ko) 자석을 내장한 선형 안테나를 구비한 플라즈마 처리 장치
US20180195163A1 (en) Cooling and utilization optimization of heat sensitive bonded metal targets
KR102081597B1 (ko) 스퍼터링 장치 및 산화물 반도체 물질의 스퍼터링 방법
KR20200081842A (ko) 저온공정을 위한 리액티브 스퍼터
KR20140126517A (ko) 마그넷 유닛 및 이를 구비하는 스퍼터링 장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application