KR20170000267U - 2 개의 코팅 구역들에서의 회전식 타겟 어셈블리들에 의해 기판을 코팅하기위한 장치 - Google Patents

Abstract

실시예에 따르면, 기판을 코팅하기 위한 스퍼터 증착 장치가 제공된다. 스퍼터 증착 장치는 기판을 코팅하기 위한 2개 또는 그 초과의 코팅 구역들을 갖는다. 스퍼터 증착 장치는 제 1 코팅 구역에서 기판을 가이딩하기 위한 제 1 기판 가이딩 시스템을 포함하고, 여기에서, 제 1 기판 가이딩 시스템은 제 1 기판 운송 방향을 정의한다. 스퍼터 증착 장치는 제 2 코팅 구역에서 기판을 가이딩하기 위한 제 2 기판 가이딩 시스템을 더 포함하고, 제 2 기판 가이딩 시스템은 제 2 기판 운송 방향을 정의한다. 제 2 기판 운송 방향은 제 1 기판 운송 방향과 동일한 방향이거나, 또는 제 1 기판 운송 방향과 상이하다. 스퍼터 증착 장치는, 제 1 코팅 구역에서 하나 또는 그 초과의 플라즈마 구역들을 생성하도록 적응된 제 1 캐소드 어셈블리, 제 1 코팅 구역에서 하나 또는 그 초과의 플라즈마 구역들을 생성하도록 적응된 제 2 캐소드 어셈블리, 제 2 코팅 구역에서 하나 또는 그 초과의 플라즈마 구역들을 생성하도록 적응된 제 3 캐소드 어셈블리, 및 제 2 코팅 구역에서 하나 또는 그 초과의 플라즈마 구역들을 생성하도록 적응된 제 4 캐소드 어셈블리를 더 포함한다. 제 1 캐소드 어셈블리는, 제 1 회전 축을 중심으로 타겟 재료를 회전시키도록 적응된 제 1 회전식 타겟 어셈블리; 및 제 1 회전식 타겟 어셈블리에 고정적으로 위치된 제 1 자석 어셈블리를 포함하며, 제 1 자석 어셈블리는, 제 1 회전 축을 포함하고 제 1 기판 운송 방향에 대해 수직적인 제 1 기준 평면과 제 1 각도를 형성하는 제 1 주 평면을 갖는다. 제 2 캐소드 어셈블리는, 제 2 회전 축을 중심으로 타겟 재료를 회전시키도록 적응된 제 2 회전식 타겟 어셈블리; 및 제 2 회전식 타겟 어셈블리에 고정적으로 위치된 제 2 자석 어셈블리를 포함하며, 제 2 자석 어셈블리는 제 2 주 평면을 갖고, 제 2 주 평면은 제 1 주 평면에 대해 평행하다. 제 3 캐소드 어셈블리는, 제 3 회전 축을 중심으로 타겟 재료를 회전시키도록 적응된 제 3 회전식 타겟 어셈블리; 및 제 3 회전식 타겟 어셈블리에 고정적으로 위치된 제 3 자석 어셈블리를 포함하며, 제 3 자석 어셈블리는, 제 3 회전 축을 포함하고 제 2 기판 운송 방향에 대해 수직적인 제 2 기준 평면과 제 2 각도를 형성하는 제 3 주 평면을 갖고, 제 2 각도는 제 1 각도와 상이하다. 제 4 캐소드 어셈블리는, 제 4 회전 축을 중심으로 타겟 재료를 회전시키도록 적응된 제 4 회전식 타겟 어셈블리; 및 제 4 회전식 타겟 어셈블리에 고정적으로 위치된 제 4 자석 어셈블리를 포함하며, 제 4 자석 어셈블리는 제 4 주 평면을 갖고, 제 4 주 평면은 제 3 주 평면에 대해 평행하다.

Description

2 개의 코팅 구역들에서의 회전식 타겟 어셈블리들에 의해 기판을 코팅하기위한 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR COATING A SUBSTRATE BY ROTARY TARGET ASSEMBLIES IN TWO COATING REGIONS}

[0001] 본 고안의 실시예들은 타겟(target)으로부터의 스퍼터링에 의한 층 증착과 관련된다. 본 고안의 실시예들은 특히 대면적 기판들 상의 층들을 스퍼터링하는 것과 관련된다. 몇몇 실시예들은 특히 정적(static) 증착 프로세스들과 관련된다. 실시예들은 구체적으로 제 1 코팅 구역에 그리고 별개의 제 2 코팅 구역에 기판을 코팅하기 위한, 특히 기판 상에 타겟 재료를 스퍼터링하기 위한 장치 및 방법과 관련된다.

[0002] 복수의 애플리케이션들에서, 기판 상에, 예를 들어 유리 기판 상에 박층들을 증착하는 것이 필요하다. 전형적으로, 기판들은 코팅 장치의 상이한 챔버들에서 코팅된다. 전형적으로, 기판들은 기상 증착 기법을 사용하여 진공에서 코팅된다.

[0003] 기판 상에 재료를 증착하기 위한 수개의 방법들이 알려져 있다. 예를 들어, 기판들은 물리 기상 증착(PVD) 프로세스, 화학 기상 증착(CVD) 프로세스 또는 플라즈마 강화 화학 기상 증착(PECVD) 프로세스 등에 의하여 코팅될 수 있다. 전형적으로, 코팅될 기판이 위치되는 프로세스 장치 또는 프로세스 챔버에서 프로세스가 수행된다. 증착 재료가 장치 내에 제공된다. 복수의 재료들 뿐 아니라, 그 산화물들, 질화물들 또는 탄화물들이 기판 상의 증착을 위해 사용될 수 있다. 코팅된 재료들은 수개의 애플리케이션들에서 그리고 수개의 기술 분야들에서 사용될 수 있다. 예를 들어, 디스플레이를 위한 기판들은 종종 물리 기상 증착(PVD) 프로세스에 의하여 코팅된다. 추가의 애플리케이션들은 절연 패널들, 유기 발광 다이오드(OLED) 패널들, 박막 트랜지스터들(TFT)을 갖는 기판들, 컬러 필터들 등을 포함한다.

PVD 공정에 대해, 증착 재료는 타겟 내에 고상(solid phase)으로 존재할 수 있다. 에너제틱한 입자들과 타겟을 충돌시킴으로써, 타겟 재료의 원자들, 즉 증착 될 재료가 타겟으로부터 방출된다. 타겟 재료의 원자들은 코팅될 기판 상에 증착된다. PVD 프로세스에서, 스퍼터 재료, 즉, 기판 상에 증착될 재료는 상이한 방식들로 배열될 수 있다. 예를 들어, 타겟은 증착될 재료로 만들어질 수 있거나, 또는 증착될 재료가 고정되는 백킹 엘리먼트(backing element)를 가질 수 있다. 증착될 재료를 포함하는 타겟은 증착 챔버 내의 미리 정의된 위치에 지지되거나 고정된다. 회전가능한 타겟이 사용되는 경우, 타겟은 샤프트 및 타겟을 연결하는 연결 엘리먼트 또는 회전 샤프트에 연결된다.

[0005] 전형적으로, 스퍼터링은 개선된 스퍼터링 조건들을 위해 플라즈마를 한정하기 위해 자석 어셈블리가 이용되는 마그네트론 스퍼터링으로서 수행될 수 있다. 따라서, 플라즈마 한정(confinement)은 또한 기판 상에 증착될 재료의 입자 분포를 조정하는데 이용될 수 있다. 플라즈마 분포, 플라즈마 특성 및 다른 증착 파라미터들은 기판 상에 원하는 층 증착을 얻기 위해 제어될 필요가 있다.

[0006] 예를 들어, 특정 층 특성들을 갖는 균일한 층이 바람직하다. 이것은 대면적 증착에, 예를 들어 대면적 기판들 상에 디스플레이들을를 제조하는데 특히 중요하다. 또한, 균일성 및 프로세스 안정성은 기판이 증착 존을 통해 연속적으로 이동하지 않는 정적 증착 프로세스들에 대해 달성하기가 특히 어려울 수 있다.

[0007] 따라서, 광전자 디바이스들 및 다른 디바이스들의 대량 제조에 대한 요구가 증가함에 따라 프로세스 균일성 및/또는 안정성이 더욱 향상될 필요가 있다.

[0008] 실시예에 따르면, 기판을 코팅하기 위한 스퍼터 증착 장치가 제공된다. 스퍼터 증착 장치는 기판을 코팅하기 위한 2개 또는 그 초과의 코팅 구역들을 갖는다. 스퍼터 증착 장치는 제 1 코팅 구역에서 기판을 가이딩(guiding)하기 위한 제 1 기판 가이딩 시스템을 포함하고, 여기에서, 제 1 기판 가이딩 시스템은 제 1 기판 운송 방향을 정의한다. 스퍼터 증착 장치는 제 2 코팅 구역에서 기판을 가이딩하기 위한 제 2 기판 가이딩 시스템을 더 포함하고, 제 2 기판 가이딩 시스템은 제 2 기판 운송 방향을 정의한다. 제 2 기판 운송 방향은 제 1 기판 운송 방향과 동일한 방향이거나, 또는 제 1 기판 운송 방향과 상이하다. 스퍼터 증착 장치는, 제 1 코팅 구역에서 하나 또는 그 초과의 플라즈마 구역들을 생성하도록 적응된 제 1 캐소드 어셈블리(cathode assembly), 제 1 코팅 구역에서 하나 또는 그 초과의 플라즈마 구역들을 생성하도록 적응된 제 2 캐소드 어셈블리, 제 2 코팅 구역에서 하나 또는 그 초과의 플라즈마 구역들을 생성하도록 적응된 제 3 캐소드 어셈블리, 및 제 2 코팅 구역에서 하나 또는 그 초과의 플라즈마 구역들을 생성하도록 적응된 제 4 캐소드 어셈블리를 더 포함한다. 제 1 캐소드 어셈블리는, 제 1 회전 축을 중심으로 타겟 재료를 회전시키도록 적응된 제 1 회전식 타겟 어셈블리; 및 제 1 회전식 타겟 어셈블리에 고정적으로 위치된 제 1 자석 어셈블리를 포함하며, 제 1 자석 어셈블리는, 제 1 회전 축을 포함하고 제 1 기판 운송 방향에 대해 수직적인 제 1 기준 평면과 제 1 각도를 형성하는 제 1 주 평면을 갖는다. 제 2 캐소드 어셈블리는, 제 2 회전 축을 중심으로 타겟 재료를 회전시키도록 적응된 제 2 회전식 타겟 어셈블리; 및 제 2 회전식 타겟 어셈블리에 고정적으로 위치된 제 2 자석 어셈블리를 포함하며, 제 2 자석 어셈블리는 제 2 주 평면을 갖고, 제 2 주 평면은 제 1 주 평면에 대해 평행하다. 제 3 캐소드 어셈블리는, 제 3 회전 축을 중심으로 타겟 재료를 회전시키도록 적응된 제 3 회전식 타겟 어셈블리; 및 제 3 회전식 타겟 어셈블리에 고정적으로 위치된 제 3 자석 어셈블리를 포함하며, 제 3 자석 어셈블리는, 제 3 회전 축을 포함하고 제 2 기판 운송 방향에 대해 수직적인 제 2 기준 평면과 제 2 각도를 형성하는 제 3 주 평면을 갖고, 제 2 각도는 제 1 각도와 상이하다. 제 4 캐소드 어셈블리는, 제 4 회전 축을 중심으로 타겟 재료를 회전시키도록 적응된 제 4 회전식 타겟 어셈블리; 및 제 4 회전식 타겟 어셈블리에 고정적으로 위치된 제 4 자석 어셈블리를 포함하며, 제 4 자석 어셈블리는 제 4 주 평면을 갖고, 제 4 주 평면은 제 3 주 평면에 대해 평행하다.

[0009] 다른 실시예에 따르면, 제 1 코팅 구역에서 그리고 별개의 제 2 코팅 구역에서 기판을 코팅하기 위한 방법이 제공된다. 방법은 제 1 코팅 구역에 기판을 제공하는 단계를 포함한다. 방법은 제 1 타겟 재료로 기판의 표면을 스퍼터링하는 단계를 더 포함한다. 제 1 타겟 재료는, 기판 표면에 관하여 제 1 스퍼터링 각도로, 제 1 코팅 구역에서 표면 상에 스퍼터링된다. 제 1 스퍼터링 각도는, 제 1 코팅 구역에서의 스퍼터링 프로세스 전반에 걸쳐, 기판 표면 상에 타겟 재료가 스퍼터링되는 유일한 각도이다. 방법은 제 2 코팅 구역에 기판을 제공하는 단계를 더 포함한다. 방법은 제 2 타겟 재료로 기판의 표면을 스퍼터링하는 단계를 더 포함한다. 제 2 타겟 재료는 제 1 타겟 재료와 동등하거나, 또는 제 1 타겟 재료와 상이하다. 제 2 타겟 재료는, 기판 표면에 관하여 제 2 스퍼터링 각도로, 제 2 코팅 구역에서 표면 상에 스퍼터링된다. 제 1 스퍼터링 각도 및 제 2 스퍼터링 각도는 상이하고, 제 2 스퍼터링 각도는, 제 2 코팅 구역에서의 스퍼터링 프로세스 전반에 걸쳐, 기판 표면 상에 타겟 재료가 스퍼터링되는 유일한 각도이다.

[0010] 실시예들은 또한 개시된 시스템을 동작시키는 방법들에 관한 것이다. 이들 방법 단계들은 수동으로 수행되거나 또는 자동화되는데, 예를 들어 적절한 소프트웨어에 의해 프로그래밍된 컴퓨터에 의해, 상기 2개 방식의 임의의 조합에 의해 임의의 다른 방식으로 제어될 수 있다.

[0011] 여기에 설명된 실시예들과 결합될 수 있는 다른 이점들, 피처들, 양상들 및 세부사항들은 종속항들, 설명 및 도면들로부터 명백하다.

[0012] 당업자에게 완전하고 가능한 개시내용은 첨부된 도면들에 대한 참조를 포함하는 명세서의 나머지 부분에서 보다 구체적으로 설명된다:
도 1 및 2는 여기 설명된 실시예들에 따른 스퍼터 증착 장치의 단면도들을 도시한다.
도 3a 및 3b는 상이한 시간 인스턴스들(instances in time)에서 여기 설명된 실시예들에 따른 기판을 코팅하는 방법을 예시한다.
도 4a 및 4b는 상이한 시간 인스턴스들에서 여기 설명된 실시예들에 따른 기판을 코팅하는 방법을 예시한다.
도 5a-b는 여기 설명된 실시예들에 따른 제 1 코팅 구역에서의 그리고 제 2 코팅 구역에서의 기판을 코팅하는 방법을 예시한다.
도 6은 여기 설명된 실시예들에 따른 제 1 코팅 구역에서의 그리고 제 2 코팅 구역에서의 기판을 코팅하는 방법의 흐름도를 도시한다.

[0013] 이제, 고안의 다양한 실시예들이 상세하게 참조될 것이며, 하나 또는 그 초과의 예들이 도면에 예시된다. 도면들의 다음 설명에서, 동일한 참조 번호들은는 동일한 컴포넌트들을 지칭한다. 일반적으로, 개별적인 실시예들에 대한 차이들만이 설명된다. 각각의 예는 고안의 설명을 위해 제공되며, 고안 제한을 의미하지 않는다. 또한, 일 실시예의 일부분으로서 예시되거나 설명된 피처들은 또 다른 실시예를 산출하기 위해 다른 실시예들에서 또는 다른 실시예들과 함께 사용될 수 있다. 설명은 그러한 수정들 및 변형들을 포함하는 것으로 의도된다.

[0014] 여기에 설명된 실시예들은 기판을 코팅하기 위한 장치들 및 방법들에 관한 것이다. 코팅 프로세스에서, 타겟 재료의 층이 기판 상에 증착된다. 많은 경우들에 있어서, 타겟 재료의 균질한(homogeneous) 층이 기판 상에 증착되는 것이 바람직하다. 용어들 “코팅 프로세스” 및 “증착 프로세스”는 여기서 동의어로 사용되어야 한다.

[0015] 여기서 사용된 바와 같이, 용어 “캐소드 어셈블리”는 스퍼터 증착 프로세스과 같은 코팅 프로세스에서 캐소드로서 사용되도록 적응된 어셈블리로 이해되어야 한다. 캐소드 어셈블리는 코팅 챔버에 탑재되도록 적용될 수 있다.

[0016] 캐소드 어셈블리는 캐소드 어셈블리의 회전축 주위에 회전 가능한 회전식 타겟 어셈블리를 포함할 수 있다. 회전식 타겟 어셈블리는 곡선형 표면, 예를 들어 원통형 표면을 가질 수 있다. 전형적으로 코팅 프로세스 동안에 기판 상에 증착될 재료를 함유할 수 있는 타겟 재료는 회전식 타겟 어셈블리 상에 탑재될 수 있다.

[0017] 캐소드 어셈블리는 하나의 자석 어셈블리를 포함할 수 있다. 자석 어셈블리는 캐소드 어셈블리의 회전식 타겟 어셈블리 내에 배열될 수 있다. 회전식 타겟 어셈블리 내의 자석 어셈블리의 위치는 스퍼터 증착 프로세스 동안 타겟 재료가 캐소드 어셈블리로부터 스퍼터링되는 방향에 영향을 미친다. 자석 어셈블리는 자기장을 생성할 수 있다. 자기장은 스퍼터 증착 프로세스 동안 자기장 근처에 하나 또는 그 초과의 플라즈마 구역들이 형성되게 한다.

[0018] 고안의 실시예들에 따른 캐소드 어셈블리는 단일의 자석 어셈블리, 즉 정확하게는 하나의 자석 어셈블리를 함유하고 그 이상은 함유하지 않는다.

[0019] 도 1은 실시예에 따른 스퍼터 증착 장치(5)의 단면도를 도시한다. 도 1에서 도시된 스퍼터 증착 장치는 4개의 원통형 캐소드 어셈블리들(10, 20, 30, 및 40)을 포함한다. 캐소드 어셈블리들은 원들로서 표현된 원통형 회전식 타겟 어셈블리들이고, 도시된 평면 내로 그리고/또는 밖으로 연장된다. 또한, 자석 어셈블리들이 도시된 평면 내로 그리고/또는 밖으로 연장된다. 캐소드 어셈블리들(10 및 20)은 기판(미도시) 상에 타겟 재료를 스퍼터링하도록 적응되고, 여기에서, 기판은 제 1 시점에서 제 1 코팅 구역(100)에 제공될 것이다. 캐소드 어셈블리들(30 및 40)은 또한, 기판 상에 타겟 재료를 스퍼터링하도록 적응되고, 여기에서, 기판은 제 2 시점에서 제 2 코팅 구역(200)에 제공될 것이다. 도 1에서, 제 1 코팅 구역 및 제 2 코팅 구역은 서로로부터 분리된다.

[0020] 도 1에서 도시된 실시예는 제 1 코팅 구역 내로 그리고 밖으로 기판을 운송하기 위한 기판 가이딩 시스템(110)을 더 포함한다. 기판 가이딩 시스템(110)은, 예컨대, 실질적으로 수직으로 배향된 기판 또는 기판 캐리어의 바닥 부분이 위에 놓이고 위에서 이동하는 롤러들의 세트, 및 기판 또는 기판 캐리어의 상부 부분을 가이딩하는 자기 가이딩 시스템을 포함할 수 있다. 장치는 제 2 코팅 구역 내로 그리고 밖으로 기판을 운송하기 위한 기판 가이딩 시스템(210)을 더 포함한다. 제 2 기판 가이딩 시스템(210)은 기판 가이딩 시스템(110)과 동일할 수 있거나 또는 유사할 수 있다. 제 1 기판 가이딩 시스템 및 제 2 기판 가이딩 시스템은 별개의 엔티티(entity)들일 수 있다. 제 1 기판 가이딩 시스템 및 제 2 기판 가이딩 시스템은 반드시 물리적으로 분리될 필요는 없고, 공통 부분들, 또는 서로 결합된 부분들로 형성될 수 있다. 제 1 기판 가이딩 시스템은 하나의 공통 기판 가이딩 시스템의 제 1 부분, 즉, 제 1 코팅 구역 내로 그리고 밖으로 기판들을 운송하는 제 1 부분일 수 있고, 제 2 기판 가이딩 시스템은 공통 기판 가이딩 시스템의 제 2 부분, 즉, 제 2 코팅 구역 내로 그리고 밖으로 기판들을 운송하는 제 2 부분일 수 있다. 예컨대, 제 2 기판 가이딩 시스템은, 특히, 제 1 코팅 구역과 제 2 코팅 구역이 서로에 대해 직접적으로 인접한 경우에, 제 1 기판 가이딩 시스템의 구조로부터 끊김 없이 연장(seamlessly continue)될 수 있다. 예컨대, 제 1 기판 가이딩 시스템(110) 및 제 2 기판 가이딩 시스템(210)은, 각각, 롤러들의 제 1 및 제 2 세트를 포함할 수 있고, 그리고/또는 기판 가이딩 시스템들 양자 모두에 대해 공통인 자기 가이딩 시스템 또는 레일을 포함할 수 있고, 여기에서, 롤러들의 제 1 세트는 롤러들의 제 2 세트에 대해 직접적으로 인접하다.

[0021] 예컨대, 도 1에서 도시된 실시예에서, 기판은 제 1 코팅 구역의 좌측으로부터 제 1 코팅 구역 내로 운송될 수 있고, 제 1 코팅 구역의 우측에서 제 1 코팅 구역 밖으로 운송될 수 있다. 도 1에서 도시된 실시예에서, 제 1 코팅 구역을 빠져나간 후에, 기판은 추가로, 제 2 코팅 구역의 좌측으로부터 제 2 코팅 구역 내로 운송될 수 있고, 제 2 코팅 구역의 우측에서 제 2 코팅 구역 밖으로 운송될 수 있다. 도 1에서 도시된 바와 같이, 캐소드 어셈블리들(10 및 20)은 기판 가이딩 시스템(110)의 동일한 측 상에 배열되고, 캐소드 어셈블리들(10 및 20)의 배열은, 기판 가이딩 시스템(110)과 캐소드 어셈블리(10) 사이의 거리가 기판 가이딩 시스템(110)과 캐소드 어셈블리(20) 사이의 거리와 동등하도록 이루어진다. 도 1에서 추가로 도시된 바와 같이, 캐소드 어셈블리들(30 및 40)은 기판 가이딩 시스템(210)의 동일한 측 상에 배열되고, 캐소드 어셈블리들(30 및 40)의 배열은, 기판 가이딩 시스템(210)과 캐소드 어셈블리(30) 사이의 거리가 기판 가이딩 시스템(210)과 캐소드 어셈블리(40) 사이의 거리와 동등하도록 이루어진다.

[0022] 제 1 기판 가이딩 시스템(110)은 제 1 기판 운송 방향(120)을 정의한다. 제 2 기판 가이딩 시스템(210)은 제 2 기판 운송 방향(220)을 정의한다. 본원에서 사용되는 바와 같은 "기판 운송 방향"이라는 용어는 라인을 따라 이동할 수 있는 배향된 방향들 양자 모두를 포함해야 한다. 예컨대, 기판 운송 방향(120)은, 양방향 화살표(120)에 의해 표시된 바와 같이, 도 1에서의 기판의 좌측-우측 이동의 개념을 포함해야 하고, 또한, 도 1에서의 우측-좌측 이동의 개념을 포함해야 한다.

[0023] 도 1에서, 제 2 기판 운송 방향(220)은 제 1 기판 운송 방향(120)과 동일한 방향이다. 도 1에서 도시된 실시예는 인라인 스퍼터 증착 장치의 실시예이고, 여기에서, 기판이 제 1 코팅 구역(100) 내로 그리고 밖으로 운송되는 방향(120)은 기판이 제 2 코팅 구역(200) 내로 그리고 밖으로 운송되는 방향(220)과 동일하다.

[0024] 도 1에서 도시된 실시예에서, 캐소드 어셈블리들(10, 20, 30, 및 40)은, 각각 회전 축들(12, 22, 32, 및 42)을 갖는 회전식 타겟 어셈블리들(11, 21, 31, 및 41)을 포함한다. 도 1에서 도시된 각각의 회전식 타겟 어셈블리는 회전 축을 중심으로 회전하도록 적응된다. 회전 축들(12 및 22)은 서로에 대해 평행하다. 도시된 평면에서 회전 축들(12 및 22)을 연결시키는 라인은 기판 가이딩 시스템(110)에 대해 평행하다. 회전 축들(32 및 42)은 서로에 대해 평행하다. 도시된 평면에서 회전 축들을 연결시키는 라인은 기판 가이딩 시스템(210)에 대해 평행하다. 특히, 도 1에서 도시된 실시예에서, 회전 축들(12, 22, 32, 및 42)은 서로에 대해 평행하다. 캐소드 어셈블리들(10, 20, 30, 및 40) 각각은 자석 어셈블리를 더 포함한다. 도 1에서 도시된 각각의 자석 어셈블리(13, 23, 33, 및 43)는 각각의 자석 어셈블리(13, 23, 33, 및 43)의 회전가능한 타겟 어셈블리 내에 고정적으로 위치된다.

[0025] 도 1에서 도시된 자석 어셈블리들(13 및 23)은, 각각 캐소드 어셈블리들(10 및 20)에 의해 스퍼터링된 타겟 재료가 기판 가이딩 시스템(110)을 향하여 스퍼터링되도록 배열된다. 추가로 도시된 바와 같이, 자석 어셈블리들(33 및 43)은, 각각 캐소드 어셈블리들(30 및 40)에 의해 스퍼터링된 타겟 재료가 기판 가이딩 시스템(210)을 향하여 스퍼터링되도록 배열된다.

[0026] 도 1에서 도시된 실시예에서, 각각의 회전식 타겟 어셈블리는 정확하게 하나의 자석 어셈블리, 즉, 단일 자석 어셈블리를 포함한다. 캐소드 어셈블리(10) 내의 자석 어셈블리(13)의 위치는 제 1 각도(1)에 의해 특정되고, 여기에서, 제 1 각도는 자석 어셈블리(13)의 중심으로 통해 연장되는 평면(14)과 기준 평면(130) 사이의 각도이다. 기준 평면(130)은, 각각, 기판 가이딩 시스템(110)에 대해 그리고 기판 운송 방향(120)에 대해 수직적이다. 도 1의 단면도에서, 평면들(130 및 14) 양자 모두는 라인들로서 표현된다. 도 1에서 도시된 실시예에서, 제 1 각도는 예컨대 약 35°의 각도와 같은 비제로(nonzero) 각도이다. 도 1은 추가로, 자석 어셈블리(23)의 중심을 통해 연장되는 평면(24)을 도시한다. 도 1에서 도시된 실시예에서, 회전식 타겟 어셈블리(11) 내의 자석 어셈블리(13)의 고정된 배열, 및 회전식 타겟 어셈블리(21) 내의 자석 어셈블리(23)의 고정된 배열은, 평면(14)이 평면(24)에 대해 평행하도록 이루어진다.

[0027] 도 1에서 도시된 제 3 자석 어셈블리(33)의 위치는 제 2 각도(2)에 의해 특정되고, 여기에서, 제 2 각도는 자석 어셈블리(33)의 중심을 통해 연장되는 평면(34)과 기준 평면(230) 사이의 각도이다. 기준 평면(230)은, 각각, 기판 가이딩 시스템(210)에 대해 그리고 기판 운송 방향(220)에 대해 수직적이다. 도 1에서 도시된 실시예에서, 기준 평면들(130 및 230)은 서로에 대해 평행하다. 도 1에서, 제 2 각도(2)는 제 1 각도(1)와 상이한 비제로 각도이고, 예컨대, 약 -35°의 각도이다. 도 1은 추가로, 자석 어셈블리(43)의 중심을 통해 연장되는 평면(44)을 도시한다. 도 1에서 도시된 실시예에서, 회전식 타겟 어셈블리(30) 내의 자석 어셈블리(33)의 고정된 배열, 및 회전식 타겟 어셈블리(40) 내의 자석 어셈블리(43)의 고정된 배열은, 평면(34)이 평면(44)에 대해 평행하도록 이루어진다.

[0028] 도 1에서, 캐소드 어셈블리들(30 및 40)의 쌍의 배열은 캐소드 어셈블리들(10 및 20)의 쌍의 배열의 미러 이미지이다. 따라서, 제 1 각도는 양의(positive) 각도이고, 제 2 각도는 음의(negative) 각도이고, 여기에서, 제 1 각도의 크기는 제 2 각도의 크기와 동등하다.

[0029] 도 1에서 도시된 스퍼터 증착 장치(5)는, 예컨대, 기판 상에 특정한 재료의 비교적 두꺼운 층을 형성하기 위해 사용될 수 있다. 그러한 비교적 두꺼운 층은, 동일한 타겟 재료를 사용하여, 2개의 상이한 코팅 구역들에서, 2개의 하위-층들의 형태로 증착될 수 있다. 이는 인라인 장치가 사용되는 경우에 특히 유리하며, 인라인 장치를 통과하는 기판상의 다른 증착 또는 프로세싱 단계들은 가장 긴 시간이 드는 프로세스를 대기해야 할 것이다.

[0030] 자석 어셈블리들의 고정된 배열은, 자석 드라이브(magnet drive)가 필요하지 않다는 점에서, 회전가능한 자석 어셈블리와 비교하여 이점을 갖는다. 이는, 복잡성, 유지보수 요건들, 및 비용들을 상당히 낮춘다. 다른 이점은, 자석 어셈블리의 이동으로 인한 시간 손실이 없다는 것일 수 있다.

[0031] 추가로, 단일 자석 어셈블리를 갖고 그보다 많은 자석 어셈블리를 갖지 않는 캐소드 어셈블리의 이점은 스퍼터 증착 프로세스의 플라즈마와 관련된 동작의 증가된 안정성이다. 캐소드 어셈블리 당 2개 또는 그 초과의 자석 어셈블리들을 사용하는 캐소드 어셈블리들은 불안정적인 프로세스 조건들을 초래할 수 있다.

[0032] 제 1 및 제 2 코팅 구역들에서의 자석 어셈블리들의 상이한 고정된 각도들은, 특히, 상이한 각도들이 서로의 미러-이미지들인 경우에, 제 1 코팅 구역에서 스퍼터링된 제 1 하위-층 및 제 2 코팅 구역에서 스퍼터링된 제 2 하위-층을 포함하는 층의 증가된 균일성을 제공한다. 회전 축을 중심으로 회전가능한 자석 어셈블리를 갖는 캐소드 어셈블리들은 또한, 기판 상의 재료의 균질한 층의 증착을 제공할 수 있고, 여기에서, 회전 축을 중심으로 하는 회전은 워블링(wobbling) 모드에서 또는 스플릿 스퍼터(split sputter) 모드에서 제공될 수 있다. 그러나, 회전식 자석 어셈블리들은, 이들이 드라이브들, 제어기들 등을 요구하기 때문에, 더 복잡하고, 특히, 인라인 스퍼터 증착 장치에서, 처리량이 더 낮을 수 있다.

[0033] 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 기판을 코팅하기 위한 스퍼터 증착 장치가 제공된다. 스퍼터 증착 장치는 기판을 코팅하기 위한 2개 또는 그 초과의 코팅 구역들을 갖는다. 전형적인 실시예들에 따르면, 스퍼터 증착 장치는 2개 또는 그 초과의 코팅 구역들에서 발생하는 정적 증착 프로세스들에 의해 기판을 코팅하도록 적응된다.

[0034] 정적 증착과 동적(dynamic) 증착 사이의 차이는 다음과 같고, 특히, 수직으로 배향된 대면적 기판들의 프로세싱과 같은 대면적 기판 프로세싱에 대해 적용된다. 동적 스퍼터링은 기판이 증착 소스 근처에서 연속적으로 또는 준-연속적으로 이동하는 인라인 프로세스이다. 동적 스퍼터링은, 스퍼터링 프로세스가 기판들이 증착 영역 내로 이동하기 전에 안정화될 수 있고, 그 후에, 기판들이 증착 소스 옆을 지나가는 동안에 일정하게 유지될 수 있다는 이점을 갖는다. 그러나, 동적 증착은, 예컨대, 입자 생성에 대하여 불리한 점들을 가질 수 있다. 이는 특히, TFT 백플레인 증착에 대해 적용될 수 있다. 동적 증착 프로세스들과 비교하여 상이한 정적 증착 프로세스라는 용어는, 당업자에 의해 인식될 바와 같이, 기판의 모든 각각의 이동을 배제하지는 않는다는 것이 유의되어야 한다. 정적 증착 프로세스는, 예컨대, 증착 동안의 정적 기판 위치, 증착 동안의 진동(oscillating) 기판 위치, 증착 동안의 본질적으로 일정한 평균 기판 위치, 증착 동안의 디더링(dithering) 기판 위치, 증착 동안의 워블링 기판 위치, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 따라서, 정적 증착 프로세스는, 정적 위치에 대한 증착 프로세스, 본질적으로 정적인 위치에 대한 증착 프로세스, 또는 기판의 부분적으로 정적인 위치에 대한 증착 프로세스로서 이해될 수 있다. 그에 의해, 본원에서 설명되는 바와 같은 정적 증착 프로세스는, 정적 증착 프로세스에 대한 기판 위치가 증착 동안의 캐소드 어셈블리들의 또는 기판의 어떠한 이동도 완전히 없어야 할 필요성 없이, 동적 증착 프로세스로부터 명확하게 구별될 수 있다.

[0035] 실시예들에 따르면, 2개 또는 그 초과의 코팅 구역들은 별개의 코팅 구역들이다. 즉, 코팅 구역들은 서로 중첩되지 않는다. 코팅 구역들은 서로로부터 특정한 거리에 있을 수 있다. 코팅 구역들은 분리 벽들에 의해 서로로부터 분리될 수 있고, 여기에서, 분리 벽들은 하나의 코팅 챔버의 내측 벽들일 수 있거나, 또는 하나 초과의 코팅 챔버의 외부 벽들, 예컨대, 2개의 인접한 코팅 챔버들의 외부 벽들일 수 있다. 코팅 챔버는 서로로부터 분리된 하나 또는 그 초과의 코팅 구역들을 포함할 수 있다.

[0036] 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 몇몇 실시예들에 따르면, 스퍼터 증착 장치는 인라인 장치이다. 인라인 장치는 기판 운송 경로를 따라 배열된 2개 또는 그 초과의 코팅 구역들을 포함할 수 있다. 기판 운송 경로는 전형적으로, 직선적이고, 코팅 구역들은 실질적으로 직선을 따라 배열되지만, 기판 운송 경로가 커브들을 가질 수 있다. 예컨대 포워드 및 리턴 경로와 같은 하나 초과의 기판 운송 경로가 코팅 구역을 통과할 수 있다. 인라인 스퍼터 증착 장치의 예가 도 1에서 도시되고, 여기에서, 제 1 코팅 구역(100) 및 제 2 코팅 구역(200)은 직선을 따라 배열된다.

[0037] 인라인 스퍼터 증착 장치의 동작 모드는, 스퍼터 증착 장치의 코팅 구역들을 통해 적어도 하나의 기판 운송 경로를 따라 기판을 가이딩 및/또는 운송하는 것을 포함할 수 있고, 여기에서, 기판은 스퍼터 증착 장치의 코팅 구역들에서 순차적으로 프로세싱된다. 인라인 스퍼터 증착 프로세스에서, 코팅 구역들의 라인을 따르는 기판의 이동은, 포워드 및 역방향(back)과 같은 배향된 방향들 양자 모두에서의 코팅 구역들의 라인을 따르는 이동, 및/또는 시간들에서 기판이 이동될 수 있고 다른 시간들에서, 특히 기판을 코팅하기 위해 기판이 정지된 상태로 유지될 수 있도록 하는 중단들을 갖는 이동을 포함할 수 있다. 다른 실시예들과 조합될 수 있는 몇몇 실시예들에서, 코팅 구역들의 라인을 따르는 몇몇 또는 모든 코팅 구역들에서 정적 증착 프로세스가 발생한다.

[0038] 스퍼터 증착 장치는, 제 1 코팅 구역에서 기판을 가이딩하기 위한 제 1 기판 가이딩 시스템, 예컨대, 도 1에서 도시된 기판 가이딩 시스템(110)을 포함하고, 제 1 기판 가이딩 시스템은 제 1 기판 운송 방향을 정의한다. 제 1 기판 운송 방향은, 예컨대, 도 1에서의 방향(120)일 수 있다. 스퍼터 증착 장치는, 제 2 코팅 구역에서 기판을 가이딩하기 위한 제 2 기판 가이딩 시스템, 예컨대, 도 1에서 도시된 기판 가이딩 시스템(210)을 더 포함하고, 제 2 기판 가이딩 시스템은 제 2 기판 운송 방향을 정의한다. 제 2 기판 운송 방향은, 예컨대, 도 1에서의 방향(220)일 수 있다. 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 실시예들에 따르면, 제 2 기판 운송 방향은 제 1 기판 운송 방향과 동일한 방향이거나, 또는 제 1 기판 운송 방향과 상이하다. 전형적인 실시예들에서, 특히 인라인 스퍼터 증착 장치들에서, 제 1 기판 운송 방향 및 제 2 기판 운송 방향은 기판 운송 경로를 따라 놓이고, 2개의 방향들은 동등할 수 있다.

[0039] 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 스퍼터 증착 장치는 제 1 코팅 구역에서 하나 또는 그 초과의 플라즈마 구역들을 생성하도록 적응된 제 1 캐소드 어셈블리를 포함한다. 제 1 캐소드 어셈블리는 제 1 회전 축을 중심으로 타겟 재료를 회전시키도록 적응된 제 1 회전식 타겟 어셈블리, 및 제 1 회전식 타겟 어셈블리에 고정적으로 위치된 제 1 자석 어셈블리를 포함하고, 제 1 자석 어셈블리는, 제 1 회전 축을 포함하고 제 1 기판 운송 방향에 대해 수직적인 제 1 기준 평면과 제 1 각도를 형성하는 제 1 주 평면을 갖는다. 제 1 주 평면은, 예컨대, 도 1에서의 평면(14)일 수 있고, 제 1 기준 평면은, 예컨대, 평면(130)일 수 있다.

[0040] 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 스퍼터 증착 장치는 제 1 코팅 구역에서 하나 또는 그 초과의 플라즈마 구역들을 생성하도록 적응된 제 2 캐소드 어셈블리를 포함한다. 제 2 캐소드 어셈블리는 제 2 회전 축을 중심으로 타겟 재료를 회전시키도록 적응된 제 2 회전식 타겟 어셈블리를 포함한다. 제 2 회전 축은 제 1 회전 축에 대해 평행할 수 있다. 제 2 자석 어셈블리가 제 2 회전식 타겟 어셈블리에 고정적으로 위치된다. 제 2 자석 어셈블리는 제 1 주 평면에 대해 실질적으로 평행하거나 또는 평행한 제 2 주 평면을 갖는다. 제 2 주 평면은, 예컨대, 도 1에서의 평면(24)일 수 있다. 2개의 평면들은, 이들이 ±5°를 초과하지 않는 각도를 형성하는 경우에, 실질적으로 평행한 것으로 고려된다.

[0041] 스퍼터 증착 장치는 제 2 코팅 구역에서 하나 또는 그 초과의 플라즈마 구역들을 생성하도록 적응된 제 3 캐소드 어셈블리를 포함한다. 제 3 캐소드 어셈블리는 제 3 회전 축을 중심으로 타겟 재료를 회전시키도록 적응된 제 3 회전식 타겟 어셈블리를 포함한다. 제 3 자석 어셈블리가 제 3 회전식 타겟 어셈블리에 고정적으로 위치된다. 제 3 자석 어셈블리는, 제 3 회전 축을 포함하고 제 2 기판 운송 방향에 대해 수직적인 제 2 기준 평면과 제 2 각도를 형성하는 제 3 주 평면을 갖는다. 제 3 주 평면은, 예컨대, 도 1에서의 평면(34)일 수 있고, 제 2 기준 평면은, 예컨대, 평면(230)일 수 있다. 제 2 각도는 제 1 각도와 상이하다. 스퍼터 증착 장치는 제 2 코팅 구역에서 하나 또는 그 초과의 플라즈마 구역들을 생성하도록 적응된 제 4 캐소드 어셈블리를 포함한다. 제 4 캐소드 어셈블리는 제 4 회전 축을 중심으로 타겟 재료를 회전시키도록 적응된 제 4 회전식 타겟 어셈블리를 포함한다. 제 4 회전 축은 제 3 회전 축에 대해 평행할 수 있다. 제 4 자석 어셈블리가 제 4 회전식 타겟 어셈블리에 고정적으로 위치된다. 제 4 자석 어셈블리는, 예컨대, 도 1에서의 평면(44)일 수 있는 제 4 주 평면을 갖는다. 제 4 주 평면은 제 3 주 평면에 대해 실질적으로 평행하거나 또는 평행하다.

[0042] 몇몇 실시예들에 따르면, 제 1 자석 어셈블리는 제 1 회전식 타겟 어셈블리에 위치된 유일한 자석 어셈블리이고, 제 2 자석 어셈블리는 제 2 회전식 타겟 어셈블리에 위치된 유일한 자석 어셈블리이고, 제 3 자석 어셈블리는 제 3 회전식 타겟 어셈블리에 위치된 유일한 자석 어셈블리이고, 제 4 자석 어셈블리는 제 4 회전식 타겟 어셈블리에 위치된 유일한 자석 어셈블리이다.

[0043] 제 1 또는 제 2 코팅 구역에서의 제 1, 제 2, 제 3, 및 제 4 자석 어셈블리들 또는 임의의 다른 자석 어셈블리가 이들의 각각의 회전식 타겟 어셈블리들에 고정적으로 위치되는 것의 제공은 다음의 의미로 이해되어야 한다. 자석 어셈블리의 회전식 타겟 어셈블리 내의 자석 어셈블리의 위치는, 적어도, 기판의 증착 프로세스 전반에 걸쳐 고정된 상태로 유지되고, 동일한 프로세스 조건들 하에서 코팅되는 수개의 기판들의 증착 사이클 전반에 걸쳐 고정된 상태로 유지될 수 있다. 자석 어셈블리의 회전식 타겟 어셈블리에 대하여 자석 어셈블리를 회전시키기 위한 모터가 존재하지 않을 수 있다. 자석 어셈블리는 캐소드 어셈블리에 견고하게 부착될 수 있다. 견고하게 부착된 자석 어셈블리는 자석 어셈블리의 주 평면의 위치 및/또는 배향을 조정하기 위해 분리가능할 수 있다. 예컨대, 자석 어셈블리의 위치는, 상이한 시점들에서 발생할 수 있고 상이한 프로세스 파라미터들, 예컨대 상이한 타겟 재료를 가질 수 있는 상이한 증착 사이클들에 걸쳐 조정될 수 있다. 이는, 자석 어셈블리가, 기판의 스퍼터링 동안의 자석의 연속적인 워블링 이동과 같이, 기판에 대한 하나의 그리고 동일한 증착 프로세스 동안에 변화되는 위치를 갖는 상황과 반대로 이해되어야 한다. 몇몇 실시예들에서, 자석 어셈블리의 회전식 타겟 어셈블리에서의 자석 어셈블리의 위치는 회전식 타겟 어셈블리 상에 탑재되는 타겟 재료에 따라 적응될 수 있다. 예컨대, 제 1 코팅 구역에서 발생하는 제 1 증착 사이클에서, 제 1 타겟 재료가 사용될 수 있고, 그에 따라, 제 1 자석 어셈블리의 위치는 제 1 위치일 수 있고, 여기에서, 제 1 위치는 제 1 증착 사이클 전반에 걸쳐 고정된 상태로 유지되고; 그리고 제 1 코팅 구역에서 발생하는 제 2 증착 사이클에서, 제 2 타겟 재료가 사용될 수 있고, 그에 따라, 제 1 자석 어셈블리의 위치는 제 2 위치일 수 있고, 여기에서, 제 2 위치는 제 2 증착 사이클 전반에 걸쳐 고정된 상태로 유지된다.

[0044] 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 몇몇 실시예들에 따르면, 제 1, 제 2, 제 3, 및 제 4 회전식 타겟 어셈블리들은 회전 방향으로 회전하도록 적응되고, 여기에서, 회전 방향은, 제 1, 제 2, 제 3, 및 제 4 회전식 타겟 어셈블리들 각각에 대해 독립적으로, 시계 방향 및 반시계 방향으로부터 선택될 수 있다.

[0045] 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 몇몇 실시예들에 따르면, 제 1 및 제 2 회전식 타겟 어셈블리들은 동일한 회전 방향으로 회전할 수 있고, 예컨대, 제 1 및 제 2 회전식 타겟 어셈블리는 양자 모두, 시계 방향으로 회전할 수 있다. 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 다른 실시예들에 따르면, 제 1 및 제 2 회전식 타겟 어셈블리들은 스퍼터 증착 프로세스의 반대 회전 방향들로 회전할 수 있고, 예컨대, 제 1 회전식 타겟 어셈블리는 시계 방향으로 회전할 수 있고, 제 2 회전식 타겟 어셈블리는 반시계 방향으로 회전할 수 있다. 유사하게, 제 3 및 제 4 회전식 타겟 어셈블리들은 동일한 회전 방향으로 회전할 수 있고, 예컨대, 제 3 및 제 4 회전식 타겟 어셈블리는 양자 모두, 시계 방향으로 회전할 수 있다. 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 다른 실시예들에 따르면, 제 3 및 제 4 회전식 타겟 어셈블리들은 스퍼터 증착 프로세스의 반대 회전 방향들로 회전할 수 있고, 예컨대, 데 3 회전식 타겟 어셈블리는 시계 방향으로 회전할 수 있고, 제 4 회전식 타겟 어셈블리는 반시계 방향으로 회전할 수 있다.

[0046] 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 몇몇 실시예들에 따르면, 제 1, 제 2, 제 3, 및/또는 제 4 캐소드 어셈블리의 회전 방향과 같은 캐소드 어셈블리의 회전 방향은 기판의 스퍼터링 프로세스 내에서 반전될 수 있다. 캐소드 어셈블리는 기판의 스퍼터링 프로세스의 제 1 절반 동안에 제 1 회전 방향을 가질 수 있고, 기판의 동일한 스퍼터링 프로세스의 제 2 절반 동안에 제 1 회전 방향과 상이한 제 2 회전 방향을 가질 수 있다. 예컨대, 제 1 회전식 타겟 어셈블리는 초기에 시계 방향으로 회전할 수 있고, 그 후에, 반시계 방향으로 회전할 수 있다.

[0047] 도 2는 스퍼터 증착 장치의 실시예를 도시한다. 자석 어셈블리(23)의 확대도에서 예시된 바와 같이, 자석 어셈블리(23)는 내측 남극(231) 및 2개의 외측 북극들(232)을 갖는다. 내측 및 외측 극들은 자석 어셈블리(23)의 바디(233) 밖으로 연장된다. 바디(233)는 극들(231, 232)의 길이방향 연장에 대해 수직적이고, 베이스 엔드(base end)에서 이들을 연결시킨다. 도 2에서 도시된 바와 같은 자석 어셈블리(23)의 단면도는 포크의 형상을 갖고, 여기에서, 포크의 갈래(prong)들은 내측 및 외측 극들을 표현한다. 추가로 도시된 바와 같이, 내측 및 외측 극들은 회전가능한 타겟 어셈블리(21)의 내측 표면을 향한다. 내측 자극(231)은 추가로, 평면(24)과 일치하는 중심 평면(234)을 갖는다. 도 2에서 도시된 바와 같이, 단면도에서 라인으로서 표현된 중심 평면(234)은 내측 극이 연장되는 방향에 대해 평행한 방향으로 내측 극(231)의 중심을 통해 이어진다. 도 2에서 도시된 외측 극들(232) 양자 모두는 평면(24)에 대해 평행한 방향들로 연장되고, 거리만큼 중심 평면(234)으로부터 분리된다.

[0048] 도 2의 실시예에서, 캐소드 어셈블리들(10 및 20), 기판 가이딩 시스템(110), 및 제 1 코팅 구역(100)은 제 1 코팅 챔버(140)에 있고, 캐소드 어셈블리들(30 및 40), 제 2 기판 가이딩 시스템(210), 및 제 2 코팅 구역(200)은 제 2 코팅 챔버(240)에 있다. 코팅 챔버들(140 및 240)은 분리 벽(6)에 의해 분리된 인접한 코팅 챔버들이다. 도시된 바와 같이, 코팅 챔버들(140 및 240)은, 기판들이 코팅 챔버(140)로부터 코팅 챔버(240)로 그리그 그 반대로 통과하게 허용하는, 분리 벽(6)에 배치된 밸브(7)에 의해, 서로에 대해 연결된다. 밸브(7)는 진공 밀봉가능 밸브일 수 있다. 진공 밀봉가능 밸브는 슬릿 밸브, 슬루스(sluice) 밸브, 및 게이트 밸브로 구성된 그룹으로부터 선택될 수 있다.

[0049] 2개의 코팅 구역들을 별개의 코팅 챔버들에 갖는 것은, 상이한 코팅 챔버들에 배치된 기판들 사이에 교차-오염이 발생할 수 없다는 이점을 갖는다. 다른 이점은, 예컨대 프로세스 가스들의 압력 또는 조성과 같은 프로세스 파라미터들이 코팅 챔버마다 개별적으로 튜닝될 수 있다는 것이다. 특히, 인라인 코팅 시스템들에서, 두꺼운 층들의 스퍼터링이 2개 또는 그 초과의 코팅 챔버들에서 수행될 수 있고, 각각 두꺼운 층의 일부를 스퍼터링한다. 따라서, 상이한 코팅 챔버들에서 기판들이 소비하는 시간이 더 동등하게 될 수 있고, 기판들의 대기 시간들이 감소될 수 있고, 그에 의해, 처리량이 증가될 수 있다.

[0050] 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 제 1, 제 2, 제 3, 및 제 4 자석 어셈블리와 같은 자석 어셈블리는, 각각, 제 1, 제 2, 제 3, 및 제 4 주 평면과 같은 주 평면을 갖는다. 본원에서 설명되는 바와 같은 자석 어셈블리는 자석 어셈블리의 주 평면과 일치하는 중심 평면을 갖는 내측 자극, 및 자석 어셈블리의 주 평면으로부터 거리만큼 분리된 적어도 하나의 외측 자극을 포함할 수 있다. 예컨대, 도 2에서, 자석 어셈블리(20)가 제 2 자석 어셈블리로서 간주될 수 있고, 극(231)이 내측 극으로서 간주될 수 있고, 극(232)이 외측 극으로서 간주될 수 있고, 평면(234)이 제 2 자석 어셈블리의 중심 평면으로서 간주될 수 있고, 평면(24)이 제 2 자석 어셈블리의 중심 평면과 일치하는 제 2 주 평면으로서 간주될 수 있다.

[0051] 자석 어셈블리의 주 평면은 자석 어셈블리의 바디에 대해 수직적일 수 있다. 바디는 극들을 연결시킬 수 있고, 극들의 가장 긴 연장, 즉 이들의 길이방향 연장의 방향에 대해 수직적일 수 있다. 주 평면은 자석 어셈블리의 미러 대칭의 평면일 수 있다. 전형적인 실시예들에서, 자석 어셈블리의 내측 및 외측 극들은 자석 어셈블리의 바디로부터 외측으로 연장되고, 여기에서, 자석 어셈블리의 주 평면은 내측 자극의 중심을 통해 길이방향으로 이어진다.

[0052] 자석 어셈블리의 내측 및 외측 극들은 자석 어셈블리의 바디의 동일한 측 상에 있을 수 있다. 자석 어셈블리는, 자석 어셈블리의 회전가능한 타겟 어셈블리 내에 위치될 수 있고, 그에 따라, 하나 또는 그 초과의 극들이 회전가능한 타겟 어셈블리의 내측 표면을 향한다. 몇몇 실시예들에 따르면, 자석 어셈블리는 동등한 극성의 2개의 외측 극들, 및 반대 극성의 하나의 내측 극을 갖는다.

[0053] 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 몇몇 실시예들에서, 제 1 각도는 제 1 기준 평면에 관하여 양의 각도이고, 제 2 각도는 제 2 기준 평면에 관하여 음의 각도이다. 제 1 및 제 2 기준 평면은 평행할 수 있다. 제 1 각도는 비제로 각도일 수 있다. 제 1 각도는, 0° 내지 60°의 범위에서의, 더 구체적으로는 5° 내지 50°의 범위에서의, 전형적으로는 10° 내지 40°의 범위에서의, 예컨대 약 15°, 25°, 또는 35°의 값을 가질 수 있다. 제 2 각도는 비제로 각도일 수 있다. 제 2 각도는, 0° 내지 -60°의 범위에서의, 더 구체적으로는 -5° 내지 -50°의 범위에서의, 전형적으로는 -10° 내지 -40°의 범위에서의, 예컨대 약 -15°, -25°, 또는 -35°의 값을 가질 수 있다. 제 1 및 제 2 각도들의 차이의 절대 값은, 5°, 10°, 20°, 또는 30°보다 더 클 수 있다. 더 구체적으로는, 제 1 및 제 2 각도들의 차이의 절대 값은 전형적으로, 40°, 50°보다 더 크거나, 또는 심지어 60°보다 더 크다. 제 1 및 제 2 각도들의 차이의 이러한 절대 값은, 제 1 및 제 2 기판 가이딩 시스템들이 서로에 대해 평행한 경우에, 제 1 주 평면과 제 3 주 평면 사이의 각도에 대응한다. 제 1 각도 및 제 2 각도는 동등한 크기들을 가질 수 있고, 즉, 제 1 각도 및 제 2 각도의 값들은 절대 값들로 취해지는 경우에 동일할 수 있다. 크기들은 실질적으로 동일할 수 있고, 즉, ±5° 초과만큼 벗어나지 않을 수 있다.

[0054] 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 몇몇 실시예들에 따르면, 스퍼터 증착 장치는 제 1 코팅 챔버 및 제 2 코팅 챔버를 포함한다. 제 1 코팅 구역은 제 1 코팅 챔버에 있고, 제 2 코팅 구역은 제 2 코팅 챔버에 있다. 제 1 및 제 2 캐소드 어셈블리들은 제 1 코팅 챔버에 위치되고, 제 3 및 제 4 캐소드 어셈블리들은 제 2 코팅 챔버에 위치된다. 코팅 챔버들 중 임의의 코팅 챔버가 진공 챔버일 수 있다. 진공 챔버는 챔버를 다른 챔버에 연결시킬 수 있는 하나 또는 그 초과의 밸브들을 포함한다. 기판이 진공 챔버 내로 가이딩된 후에, 하나 또는 그 초과의 밸브들은 폐쇄될 수 있다. 따라서, 진공 챔버에서의 분위기(atmosphere)는, 예컨대, 진공 펌프들을 이용하여 기술적인 진공을 생성함으로써, 그리고/또는 챔버에 프로세스 가스들을 삽입함으로써 제어될 수 있다.

[0055] 도 3a 및 도 3b는, 2개의 시점들에서, 2개의 코팅 구역들에서 기판을 코팅하기 위한 방법의 실시예를 예시한다. 도 3a는 제 1 시점에서, 제 1 코팅 챔버(140)의 코팅 구역(100)에서 기판(50)이 코팅되고 있는 것을 도시한다. 기판(50)은 기판 가이딩 시스템(110)에 의해 가이딩된다. 타겟 재료가 제 1 스퍼터링 각도(1100)로 기판(50) 상에 스퍼터링된다. 기판은 평면 기판이고, 기판은 기판 가이딩 시스템(110)에 대해 평행하다. 플라즈마 구역들(15 및 25)이, 각각, 캐소드 어셈블리들(10 및 20)에 의해 생성된다. 플라즈마 구역(15)은 자석 어셈블리(13)에 의해 생성되는 자기장(미도시) 근처에 형성된다. 플라즈마 구역(25)은 자석 어셈블리(23)에 의해 생성되는 자기장(미도시) 근처에 형성된다. 타겟 재료가 캐소드 어셈블리들(10 및 20)로부터 기판을 향하여 스퍼터링되고, 타겟 재료가 캐소드 어셈블리(10)에 의해 스퍼터링되는 방향은, 도 3a에서 도시된 화살표들에 의해 표시된 바와 같이, 타겟 재료가 캐소드 어셈블리(20)에 의해 스퍼터링되는 방향과 동등하다.

[0056] 도 3a에 도시된 실시 예에서, 자석 어셈블리(13)의 중심을 통해 연장되는 기판과 평면(14) 사이의 각도는 기판과 자석 어셈블리(23)의 중심을 통해 연장되는 평면(24) 사이의 각도와 동등하다. 따라서, 캐소드 어셈블리(10)로부터의 타겟 재료가 기판 상으로 스퍼터링되는 각도인 제 1 스퍼터링 각도(1100)는 캐소드 어셈블리(20)로부터의 타겟 재료가 기판 상으로 스퍼터링되는 각도와 동등하다. 또한, 도 3a에서, 제 1 스퍼터링 각도는 음의 각도이고, 제 1 스퍼터링 각도와 제 1 각도(1) 사이의 관계는 다음과 같다 : 제 1 스퍼터링 각도 플러스 90 도는 제 1 각도와 동등하다. 즉, 제 1 각도(1) 및 제 1 스퍼터링 각도(1100)는 상보적 각도들이다.

[0057] 또한, 도 3a에 도시된 실시예에서, 제 2 코팅 챔버(240)는 설명의 편의를 위해 임의의 기판 없이 도시된다. 인라인 프로세싱 시스템에서, 이는 전형적으로 더 이른 시간 인스턴스에 제 1 챔버에서 이미 처리를 겪은 상이한 기판을 함유할 것이다.

[0058] 도 3b는 제 2 스퍼터링 프로세스가 제 2 시점에 발생하는 제 2 코팅 챔버를 도시한다. 기판(50)은 기판 가이딩 수단(210)에 의해 가이딩되고 그에 평행하다. 도 3a 및 도 3b에 도시된 상황들 사이의 시간에, 기판은 기판 가이딩 시스템(110)에 의해 제 1 챔버 밖으로 그리고 기판 가이딩 시스템(210)에 의해 제 2 챔버로 이송될 수 있다. 설명을 용이하게 하기 위해 제 1 챔버(140)가 어떠한 추가 기판도 없이 도시되나, 제 1 챔버(140)는 전형적으로 동시에 코팅될 추가 기판을 함유할 것이다.

도 3b에서, 기판은 제 2 코팅 구역(200)에 있다. 도 3b에 예시된 제 2 스퍼터링 프로세스에서, 동일한 종류의 타겟 재료가 제 1 스퍼터링 각도와 상이한 제 2 스퍼터링 각도(2100)로 기판(50) 상에 스퍼터링된다. 플라즈마 구역들(35 및 45)은 각각 캐소드 어셈블리들(30 및 40)에 의해 생성된다. 플라즈마 구역(35)은 자석 어셈블리(33)에 의해 생성된 자기장(미도시) 근처에 형성된다. 플라즈마 구역(45)은 자석 어셈블리(43)에 의해 생성된 자기장(미도시) 근처에 형성된다. 타겟 재료는 캐소드 어셈블리(30 및 40)로부터 기판을 향하여 스퍼터링된다. 도시된 바와 같이, 타겟 재료가 캐소드 어셈블리(30)에 의해 스퍼터링되는 방향은 도 3b에 도시된 화살표들로 표시된 바와 같이 타겟 재료가 캐소드 어셈블리(40)에 의해 스퍼터링되는 방향과 동등하다.

[0060] 도 3b에 도시된 실시예에서, 기판과 자석 어셈블리(33)의 중심을 통해 연장되는 평면(34) 사이의 각도는 기판과 자석 어셈블리(43)의 중심을 통해 연장되는 평면(44) 사이의 각도와 동등하다. 따라서, 캐소드 어셈블리(30)로부터의 타겟 재료가 기판 상으로 스퍼터링되는 각도인 제 2 스퍼터링 각도(2100)는 캐소드 어셈블리(40)로부터의 타겟 재료가 기판 상으로 스퍼터링되는 각도와 동등하다. 또한, 도 3b에 도시된 바와 같이, 제 2 스퍼터링 각도(2100)는 음의 각도이고, 제 2 스퍼터링 각도(2100)와 제 2 각도(2) 사이의 관계는 다음과 같다: 제 2 스퍼터링 각도 플러스 90 도는 제 2 각도와 동등하다. 즉, 제 2 각도(2) 및 제 2 스퍼터링 각도(2100)는 상보적 각도들이다.

도 3a에 도시된 제 1 스퍼터링 각도(1100)는 도 3b에 도시된 제 2 스퍼터링 각도(2100)와 상이하다. 도 3a에 도시된 바와 같이, 제 1 스퍼터링 각도의 크기는 90 도보다 작고, 도 3b에 도시된 바와 같이, 제 2 스퍼터링 각도의 크기는 90 도보다 더 크다. 제 2 챔버(240)의 자석 어셈블리들(33, 43)은 제 1 챔버(140)의 자석 어셈블리들(13, 23)에 대하여 미러 대칭적으로 배열되고, 대칭 평면은 도 3a 및 3b의 도시된 평면에서 상하로 연장되는 평면이다. 제 1 스퍼터링 각도(1100)의 크기 및 제 2 스퍼터링 각도(2100)의 크기는 결국 180°에 달한다. 즉, 스퍼터링 각도들은 보각(supplementary angle)들과 같이 작용한다.

[0062] 여기서 설명된 바와 같은 2개의 코팅 챔버들은 예를 들어, 처리량 및 가동 시간과 관련된 이유들로 재료의 두꺼운 층들을 증착하는데 사용될 수 있다. 따라서, 제 1 각도가 제 2 각도와 상이한 도 2, 3a-b 및 4a-b에 도시된 실시예들과 같이, 상이한 프로세스 파라미터들을 갖는 2개의 코팅 챔버들을 포함하는 본 고안의 실시예들은 비용 효율적이고 시간 효율적인 방식으로 균일한 코팅들을 제공한다.

[0063] 본 개시물은 특히 대면적 기판들의 코팅에 관한 것이다. 특히 대면적 기판들이 코팅될 코팅 챔버는 복수의 캐소드 어셈블리들을 포함할 수 있으며, 캐소드 어셈블리들 각각은 회전가능한 타겟 어셈블리 및 자석 어셈블리를 갖는다. 그러한 상황은 도 4a-b에 예시된다.

[0064] 예시적으로 도 4a-b는 제 1 코팅 챔버(140) 및 제 2 코팅 챔버(240)를 도시하며, 여기서 예시적으로 제 1 코팅 챔버는 6개의 캐소드 어셈블리들(10, 20, 311, 321, 331 및 341)을 포함하고, 제 2 코팅 챔버는 6개의 캐소드 어셈블리들(30, 40, 312, 322, 332 및 342)을 포함한다. 도 4a-4b는 각각 캐소드 어셈블리들(311, 321, 331, 341, 312, 322, 332 및 342) 내에 배열된 자석 어셈블리들(411, 421, 431, 441, 412, 422, 432 및 442)을 추가로 도시한다. 도 4a에 도시된 각각의 캐소드 어셈블리는 하나의 단일 자석 어셈블리 즉, 정확하게 하나의 자석 어셈블리만을 가지며, 그 이상은 갖지 않는다. 도 4b에 도시된 각각의 캐소드 어셈블리는 하나의 단일 자석 어셈블리 즉, 정확하게 하나의 자석 어셈블리만을 가지며, 그 이상은 갖지 않는다. 캐소드 어셈블리들(311, 321, 331, 341, 312, 322, 332 및 342)은 각각 자석 어셈블리들(411, 421, 431, 441, 412, 422, 432 및 442)의 중심들을 통해 연장되는 평면들(511, 521, 531, 541, 512, 522, 532 및 542)을 각각 더 갖는다. 도시된 바와 같이, 평면들(511, 521, 531 및 541)은 평면(14)에 평행하고, 평면들(512, 522, 532 및 542)은 평면(34)에 평행하다.

[0065] 도 4a에서, 타겟 재료는 캐소드 어셈블리들(10, 20 311, 321, 331 및 341)로부터 기판을 향하여 스퍼터링된다. 도시된 바와 같이, 타겟 재료가 캐소드 어셈블리(10)에 의하여 스퍼터링되는 방향은 타겟 재료가 각각 캐소드 어셈블리들(20, 311, 321, 331 및 341)에 의하여 스퍼터링되는 방향과 동등하다. 제 1 스퍼터링 각도(1100)는 캐소드 어셈블리들(311, 321, 331 및 341)로부터의 타겟 재료가 각각 기판 표면 상에 스퍼터링되는 각도와 동등하며, 도 4a의 제 1 챔버(140)의 캐소드 어셈블리들 각각으로부터 스퍼터링된 타겟 재료에 대해 동일하다. 도 4b에서, 타겟 재료는 캐소드 어셈블리들(30, 40, 312, 322, 332 및 342)로부터 기판을 향해 스퍼터링된다. 도시된 바와 같이, 타겟 재료가 캐소드 어셈블리(30)에 의해 스퍼터링되는 방향은 타겟 재료가 각각 캐소드 어셈블리들(40, 312, 322, 332 및 342)에 의해 스퍼터링되는 방향과 동등하다. 제 2 스퍼터링 각도(2100)는 각각 캐소드 어셈블리들(312, 322, 332 및 342)로부터의 타겟 재료가 기판 표면 상에 스퍼터링되는 각도와 동등하며, 도 4b의 제 2 챔버(240)의 캐소드 어셈블리들 각각으로부터 스퍼터링되는 타겟 재료에 대해 동일하다. 코팅 구역에 또는 챔버 각각에 2 개 초과의 캐소드 어셈블리를 갖는 이점은 특히 대면적 기판들에 대해 보다 균일하고 균질한 코팅이다.

[0066] 도 4a 및 4b는 각각 캐소드 어셈블리들(10, 20, 311, 321, 331, 341, 30, 40, 312, 322, 332 및 342)을 바이어싱하기 위하여 몇몇 실시예들에서 사용되는 파워 서플라이들(611, 621, 631, 641, 651, 661, 612, 622, 632, 642, 652 및 662)을 예시적으로 도시한다. 도 4a 및 4b는 캐소드 어셈블리들(10, 20, 311, 321, 331 및 341) 사이에 위치된 애노드 바들(711, 721, 731, 741 및 751)을 추가로 예시적으로 도시한다. 도 4a 및 4b는 캐소드 어셈블리들(30, 40, 312, 322, 332 및 342) 사이에 위치된 애노드 바들(712, 722, 732, 742 및 752)을 추가로 예시적으로 도시한다.

[0067] 도 4a 및 4b에 도시된 캐소드 어셈블리들(10, 20, 311, 321, 331 및 341)은 기판에 대해 등간격으로 배열되지 않고 아크 형상을 따라 배열된다. 아크형 캐소드 배열의 만곡부(curvature)는 아크 상의 외측 캐소드(10 및 341)가 아크 상의 내측 캐소드(311 및 321)와 비교하여 기판으로부터 더 멀리 떨어져 있도록 한다. 유사하게, 도 4a 및 도 4b에 도시된 캐소드 어셈블리들(30, 40, 312, 322, 332 및 342)은 아크 형상을 따라 배열된다. 일부 프로세스 조건들 하에서, 이러한 아크 형상의 캐소드 배열은 기판으로부터 등 간격으로 배열된 캐소드들과 비교하여, 특히 기판의 에지들에서, 보다 높은 정도의 코팅 균일성을 달성할 수 있다.

[0068] 다른 실시예들과 결합될 수 있는 몇몇 실시예들에 따라, 제 1 코팅 구역, 제 2 코팅 구역, 또는 임의의 다른 코팅 구역은 복수의 캐소드 어셈블리들과 연관될 수 있다. 특히, 제 1 코팅 챔버, 제 2 코팅 챔버, 또는 임의의 다른 코팅 챔버는 복수의 캐소드 어셈블리들을 각각 포함할 수 있다. 코팅 구역과 연관되는 또는 코팅 챔버에 함유되는 캐소드 어셈블리들은 어레이로 배열될 수 있다. 특히, 정적 대면적 기판 증착에 대해, 캐소드 어셈블리들의 1 차원 어레이가 제공될 수 있으며, 1 차원은 도 1-4b에 도시된 것과 유사한 단면에 관련하여 이해될 것이다. 어레이의 캐소드 어셈블리들은 특히 서로 실질적으로 균일한 간격으로 규칙적으로 배열될 수 있다. 전형적으로, 캐소드 어셈블리들의 개수는 코팅 챔버 또는 코팅 구역당 2 내지 18, 더욱 전형적으로는 4 내지 16인데, 예를 들어, 챔버당 또는 코팅 구역당 5, 6, 7, 8, 9, 10 또는 10개 초과의 캐소드 어셈블리들일 수 있다.

[0069] 스퍼터링 증착 장치의 제 1, 제 2, 제 3, 제 4 또는 임의의 다른 회전 타겟 어셈블리와 같은 회전 가능한 타겟 어셈블리의 길이는 코팅될 기판의 길이보다 약간 더 클 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 코팅 구역과 관련된 또는 코팅 챔버에 함유된 캐소드 어레이는 기판의 폭보다 약간 넓을 수 있다. "약간"은 전형적으로 100 % 내지 110 % 의 범위를 포함한다. 약간 더 큰 코팅 길이/폭의 제공은 경계 효과들을를 방지하는데 도움이 된다.

[0070] 여기 설명된 다른 실시예들과 결합될 수 있는 몇몇 실시예들에서, 코팅 구역과 연관된 또는 코팅 챔버에 함유된 복수의 캐소드 어셈블리들은 기판에 대해 등거리 방식이 아니라 아크 형상을 따라 배열된다. 아크의 형상은 내측 캐소드 어셈블리들이 외측 캐소드 어셈블리들보다 기판에 더 근접하게 위치될 수 있도록 되어있다. 그러한 상황은 도 4a 및 4b에 개략적으로 도시된다. 대안적으로, 복수의 캐소드 어셈블리들의 위치들을 정의하는 아크의 형상은 외측 캐소드 어셈블리들이 내측 캐소드 어셈블리들보다 기판에 더 가깝게 위치되도록 하는 것이 또한 가능하다. 산란 작용은 스퍼터링될 재료에 좌우된다. 따라서, 애플리케이션, 즉 스퍼터링될 재료에 따라, 캐소드 어셈블리들을 아크 형상으로 제공하면 균질성이 추가로 증가할 것이다. 아크의 배향은 애플리케이션에 좌우된다.

[0071] 도 5a 및 5b는 상이한 시점들에, 제 1 코팅 구역(100)에 그리고 별개의 제 2 코팅 구역(200)에 기판을 코팅하는 방법을 예시한다. 도 5a는 제 1 시점에 제 1 코팅 구역(100)에 있는 기판을 도시한다. 화살표들에 의해 표시되는 바와 같이, 제 1 타겟 재료는 기판 표면에 관하여 제 1 스퍼터링 각도(1100)로 제 1 코팅 구역에서 기판의 표면(51) 상에 스퍼터링된다. 제 1 코팅 구역(100)은 제 1 챔버 내에 위치될 수 있다.

[0072] 도 5b는 제 2 시점에 제 2 코팅 구역에 있는 기판을 도시한다. 제 2 타겟 재료는 기판 표면에 관하여 제 2 스퍼터링 각도(2100)로 제 2 코팅 구역에서 표면 상에 스퍼터링된다. 도 5a 및 5b의 예에서, 제 2 타겟 재료는 예를 들어, 2개 단계들에서 두꺼운 층을 증착하기 위하여 제 1 타겟 재료와 동일하다. 도 5a에 도시된 제 1 스퍼터링 각도(1100)는 도 5b에 도시된 제 2 스퍼터링 각도(2100)와 상이하다. 제 2 코팅 구역(200)은 제 2 챔버내에 위치될 수 있다.

[0073] 실시예들에 따라, 기판을 코팅하는 방법이 제공된다. 참조 부호는 도 6에 도시된 개략적인 흐름도를 참조한다. 방법은 2 또는 그 초과의 단계들로 기판의 표면 상에 재료의 층을 증착하는 단계를 포함할 수 있다. 재료의 하위-층들은 방법의 2 또는 그 초과의 단계들에서 기판 상에 연속적으로 증착될 수 있어, 기판 상에 증착된 최종 재료 층은 하위-층들 전체이다.

[0074] 방법은 도 6에서 참조 번호 1000로 예시된 바와 같이, 기판을 제 1 코팅 구역에 제공하는 단계를 포함한다. 방법은 도 6에서 참조 번호 2000로 예시된 바와 같이, 제 1 타겟 재료로 기판의 표면을 스퍼터링하는 단계를 더 포함하며, 제 1 타겟 재료는 기판 표면에 관하여 제 1 스퍼터링 각도로 제 1 코팅 구역에서 표면 상에 스퍼터링된다. 제 1 스퍼터링 각도는 타겟 재료가 제 1 코팅 구역에서 스퍼터링 프로세스를 기판 표면 상으로 스퍼터링되는 유일한 각도이다. 방법은 도 6에서 참조 번호 3000로 예시된 바와 같이, 기판을 상기 제 2 코팅 구역에 제공하는 단계를 더 포함한다. 방법은 도 6에서 참조 번호 4000로 예시된 바와 같이, 기판의 표면을 제 1 타겟 재료와 동등하거나 제 1 타겟 재료와 상이한 제 2 타겟 재료로 스퍼터링하는 단계를 더 포함한다. 제 2 타겟 재료는 기판 표면에 관하여 제 2 스퍼터링 각도로 제 2 코팅 구역의 표면 상에 스퍼터링된다. 제 1 스퍼터링 각도 및 제 2 스퍼터링 각도는 상이하며, 제 2 스퍼터링 각도는 타겟 재료가 제 2 코팅 구역에서 스퍼터링 프로세스를 통해 기판 표면 상으로 스퍼터링되는 유일한 각도이다.

[0075] 몇몇 실시예들에 따라, 코팅 방법은 인라인 스퍼터 증착 프로세스와 관련된다. 전형적 인라인 스퍼터 증착 프로세스에서, 제 1 및 제 2 코팅 구역들은 직선과 같은 기판 운송 경로를 따라 배치될 수 있고, 코팅 방법은 기판 운송 경로를 따라 제 1 코팅 구역으로, 제 1 코팅 구역 밖으로, 제 2 코팅 구역으로 및 제 2 코팅 구역 밖으로 가이딩 및/또는 운송하는 단계를 포함할 수 있다. 제 1 및 제 2 코팅 구역이 배치된 기판 운송 경로를 따라 기판을 운송하는 것은 중단이있는 운동일 수 있어서, 기판이 운동되는 때에, 그리고 다른 시간들에, 특히 스퍼터링 동안에 기판은 정적이거나 진동하거나 또는 이와 유사한 운동을 한다. 이 경로를 따라 양방 방향으로 이동들이 일어날 수 있다. 하나 초과의 기판 운송 경로, 예를 들어 코팅 구역들을 통해 안내하는 포워드 및 리턴 경로가 있을 수 있다. 기판은 코팅 프로세스 전반에 걸쳐 수직으로 배향되거나 또는 실질적으로 수직으로 배향될 수 있다. 기판은 수직 방향에 대한 그 기울기가 ± 25 °보다 작고, 전형적으로 ± 15 °보다 작고, 예를 들어 ± 10 °보다 작은 경우, 실질적으로 수직으로 배향된다. 전형적인 실시예들에서, 제 1 및 제 2 코팅 구역들에서 발생하는 스퍼터링 프로세스들은 정적 스퍼터 증착 프로세스이다.

[0076] 여기서 설명된 다른 실시예들과 결합될 수 있는 몇몇 실시예들에 따라, 제 1 스퍼터링 각도의 크기는 30 ° 내지 90 °의 범위 내에 있고, 제 2 스퍼터링 각도의 크기는 90 ° 내지 150 °의 범위 내에있다. 제 1 스퍼터링 각도는 90 °와 상이할 수 있고 제 2 스퍼터링 각도는 90 °와 상이할 수 있다. 제 1 스퍼터링 각도의 크기는 30 ° 내지 90 °의 범위의, 보다 구체적으로는 40 ° 내지 85 °의 범위, 전형적으로는 약 55 °, 65 ° 또는 75 °와 같은 50 ° 내지 80 °의 범위의 값을 가질 수 있다. 제 2 스퍼터링 각도의 크기는 90 ° 내지 150 °의 범위, 보다 구체적으로는 95 ° 내지 140 °의 범위, 전형적으로는 약 105 °, 115 ° 또는 125 °와 같은 100 ° 내지 130 °의 범위의 값을 가질 수 있다. 몇몇 실시예들에 따라, 제 1 스퍼터링 각도의 크기와 제 2 스퍼터링 각도의 크기의 합은 180도이다.

[0077] 몇몇 실시예들에 따라, 코팅 방법은 여기 설명된 실시예들에 따른 스퍼터 증착 장치를 이용하여 수행된다. 몇몇 실시예들에서, 제 1 스퍼터링 각도는 제 1 기판 운송 방향과 제 1 주 평면 사이의 각도와 동등하고, 제 1 스퍼터링 각도는 동시에 제 1 기판 운송 방향과 제 2 주 평면 사이의 각도와 동등하다. 몇몇 실시예들에서, 제 2 스퍼터링 각도는 제 2 기판 운송 방향과 제 3 주 평면 사이의 각도와 동등하고, 제 2 스퍼터링 각도는 동시에 제 2 기판 운송 방향과 제 4 주 평면사이의 각도와 동등하다.

[0078] 여기서 설명된 다른 실시예들과 결합될 수 있는 몇몇 실시예들에 따라, 제 1 각도는 제 1 스퍼터링 각도를 결정한다. 2개 각도들 사이의 관계는 다음과 같을 수 있다: 제 1 스퍼터링 각도 플러스 90°는 제 1 각도와 동등하다. 몇몇 실시예들에 따라, 제 2 각도는 제 2 스퍼터링 각도를 결정한다. 2개 각도들 사이의 관계는 다음과 같을 수 있다: 제 2 스퍼터링 각도 플러스 90°는 제 2 각도와 동등하다.

[0079] 여기서 설명된 다른 실시예들과 결합될 수 있는, 여기서 설명된 코팅 방법의 몇몇 실시예들에 따라, 제 1 코팅 구역은 제 1 코팅 챔버에 함유되고, 제 2 코팅 구역 제 2 코팅 챔버에 함유된다.

[0080] 여기서 사용되는 용어 “기판”은 플렉서블하지 않은 기판들, 예를 들어, 유리 기판, 웨이퍼, 사파이어 등과 같은 투명한 결정의 슬라이스들 또는 유리판과, 웹 또는 호일과 같은 플렉서블 기판들 모두를 포함한다. 여기서 설명된 다른 실시예들과 결합될 수 있는 몇몇 실시예들에 따라, 여기서 설명된 실시예들은 디스플레이 PVD, 즉 디스플레이 시장을 위한 대면적 기판들 상에 스퍼터 증착을 위해 이용될 수 있다. 몇몇 실시예들에 따라, 대면적 기판들 또는 각각의 캐리어(여기서, 캐리어들은 하나의 기판 또는 복수의 기판들을 운반할 수 있음)는 적어도 0.67 ㎡의 크기를 가질 수있다.전형적으로, 사이즈는 약 0.67㎡(0.73x0.92m - Gen 4.5) 내지 약 8 ㎡, 보다 일반적으로 약 2 ㎡ 내지 약 9 ㎡ 또는 심지어 최대 12 ㎡ 일 수 있다. 전형적으로, 여기 설명된 실시예들에 따른 캐소드 어셈블리들과 같은 구조들, 장치들 및 방법들이 제공되는 기판들 또는 캐리어들은 여기에 설명된 대면적 기판들이다. 예를 들어, 대면적 기판 또는 캐리어는 약 0.67 ㎡의 기판들(0.73x0.92m)에 대응하는 GEN 4.5, 약 1.4 ㎡ 기판들(1.1 mx 1.3 m)에 대응하는 GEN 5, 약 4.29 ㎡ 기판들(1.95 m x 2.2 m)에 대응하는 GEN 7.5, 약 5.7m²기판들(2.2 m x 2.5 m)에 대응하는 GEN 8.5, 또는 약 8.7 m²기판들(2.85 m × 3.05 m)에 대응하는 GEN 10조차도 포함할 수 있다. GEN 11 및 GEN 12 및 대응 기판 영역들과 같은 더 큰 세대도 유사하게 구현될 수 있다.

[0081] 여기서 설명된 다른 실시예들과 결합될 수 있는 몇몇 실시예들에 따라, 타겟 재료는 알루미늄, 실리콘, 탄탈, 몰리브덴, 니오븀, 티탄, 구리 및 산화물, 질화물, 산질화물 및 이들의 합금을 포함하는 그룹으로부터 선택될 수 있다. 특히, 타겟 재료는 알루미늄, 구리 및 실리콘을 포함하는 그룹으로부터 선택 될 수 있다. 반응성 스퍼터링 프로세스들은 전형적으로 이들 타겟 재료들의 증착 된 산화물들을 제공한다. 전형적 스퍼터 재료들은 ITO(Indium-Tin-Oxide), IZO(Indium-Zinc-Oxide), IGZO(Indium-Gallium-Zinc-Oxide), AZO(Aluminum-doped Zinc-Oxide)를 더 포함한다. 이들 재료들은 부분적으로 반응하는 방식으로 스퍼터링될 수 있다. 질화물들 또는 산질화물들도 마찬가지로 증착 될 수 있다. 여기에 설명 실시예들과 관련하여 사용될 수있는, 타겟 재료들의 스퍼터링을 위한 프로세스 가스들은 아르곤 및/또는 산소, 질소, 수소 및 암모니아(NH3), 오존(O3), 활성 가스 등을 포함할 수 있다.

[0082] 증착된 재료의 층의 "균질성"을 언급할 때, 이는 주로 기판 상의 코팅된 영역 전반에 걸친 층 두께의 균일성, 결정 구조들, 층의 특정 저항 및 응력으로서 이해되어야 한다.

[0083] 전술한 내용은 고안의 몇몇 실시예들에 관한 것이지만, 다른 그리고 추가의 실시예들은 다음의 청구 범위에 의해 결정되는 범위를 벗어나지 않고 고안될 수 있다.

Claims (15)

1. 기판(50)을 코팅하기 위한 스퍼터 증착 장치로서,
   상기 스퍼터 증착 장치는 상기 기판을 코팅하기 위한 2개 또는 그 초과의 코팅 구역들을 갖고,
   상기 스퍼터 증착 장치는,
   제 1 코팅 구역(100)에서 상기 기판을 가이딩(guiding)하기 위한 제 1 기판 가이딩 시스템(110) ― 상기 제 1 기판 가이딩 시스템은 제 1 기판 운송 방향(120)을 정의함 ―;
   제 2 코팅 구역(200)에서 상기 기판을 가이딩하기 위한 제 2 기판 가이딩 시스템(210) ― 상기 제 2 기판 가이딩 시스템은 제 2 기판 운송 방향(220)을 정의하고, 상기 제 2 기판 운송 방향은 상기 제 1 기판 운송 방향과 동일한 방향이거나, 또는 상기 제 1 기판 운송 방향과 상이함 ―;
   상기 제 1 코팅 구역에서 하나 또는 그 초과의 플라즈마 구역들을 생성하도록 적응된 제 1 캐소드 어셈블리(cathode assembly)(10);
   상기 제 1 코팅 구역에서 하나 또는 그 초과의 플라즈마 구역들을 생성하도록 적응된 제 2 캐소드 어셈블리(20);
   상기 제 2 코팅 구역에서 하나 또는 그 초과의 플라즈마 구역들을 생성하도록 적응된 제 3 캐소드 어셈블리(30); 및
   상기 제 2 코팅 구역에서 하나 또는 그 초과의 플라즈마 구역들을 생성하도록 적응된 제 4 캐소드 어셈블리(40)
   를 포함하며,
   상기 제 1 캐소드 어셈블리는,
   제 1 회전 축(12)을 중심으로 타겟 재료를 회전시키도록 적응된 제 1 회전식 타겟 어셈블리(target assembly)(11), 및
   상기 제 1 회전식 타겟 어셈블리에 고정적으로 위치된 제 1 자석 어셈블리(13)
   를 포함하고,
   상기 제 1 자석 어셈블리는, 상기 제 1 회전 축을 포함하고 상기 제 1 기판 운송 방향에 대해 수직적인 제 1 기준 평면(130)과 제 1 각도(1)를 형성하는 제 1 주 평면(14)을 갖고,
   상기 제 2 캐소드 어셈블리는,
   제 2 회전 축(22)을 중심으로 타겟 재료를 회전시키도록 적응된 제 2 회전식 타겟 어셈블리(21), 및
   상기 제 2 회전식 타겟 어셈블리에 고정적으로 위치된 제 2 자석 어셈블리(23)
   를 포함하고,
   상기 제 2 자석 어셈블리는 제 2 주 평면(24)을 갖고, 상기 제 2 주 평면은 상기 제 1 주 평면에 대해 평행하고,
   상기 제 3 캐소드 어셈블리는,
   제 3 회전 축(32)을 중심으로 타겟 재료를 회전시키도록 적응된 제 3 회전식 타겟 어셈블리(31), 및
   상기 제 3 회전식 타겟 어셈블리에 고정적으로 위치된 제 3 자석 어셈블리(33)
   를 포함하고,
   상기 제 3 자석 어셈블리는, 상기 제 3 회전 축을 포함하고 상기 제 2 기판 운송 방향에 대해 수직적인 제 2 기준 평면(230)과 제 2 각도(2)를 형성하는 제 3 주 평면(34)을 갖고, 상기 제 2 각도는 상기 제 1 각도와 상이하고,
   상기 제 4 캐소드 어셈블리는,
   제 4 회전 축(42)을 중심으로 타겟 재료를 회전시키도록 적응된 제 4 회전식 타겟 어셈블리(41), 및
   상기 제 4 회전식 타겟 어셈블리에 고정적으로 위치된 제 4 자석 어셈블리(43)
   를 포함하고,
   상기 제 4 자석 어셈블리는 제 4 주 평면(44)을 갖고, 상기 제 4 주 평면은 상기 제 3 주 평면에 대해 평행한,
   스퍼터 증착 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1 자석 어셈블리는 상기 제 1 회전식 타겟 어셈블리에 위치된 유일한 자석 어셈블리이고, 상기 제 2 자석 어셈블리는 상기 제 2 회전식 타겟 어셈블리에 위치된 유일한 자석 어셈블리이고, 상기 제 3 자석 어셈블리는 상기 제 3 회전식 타겟 어셈블리에 위치된 유일한 자석 어셈블리이고, 상기 제 4 자석 어셈블리는 상기 제 4 회전식 타겟 어셈블리에 위치된 유일한 자석 어셈블리인,
   스퍼터 증착 장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   제 1 코팅 챔버(140) 및 제 2 코팅 챔버(240)
   를 더 포함하며,
   상기 제 1 코팅 구역은 상기 제 1 코팅 챔버에 있고, 상기 제 2 코팅 구역은 상기 제 2 코팅 챔버에 있고, 상기 제 1 캐소드 어셈블리 및 상기 제 2 캐소드 어셈블리는 상기 제 1 코팅 챔버에 위치되고, 상기 제 3 캐소드 어셈블리 및 상기 제 4 캐소드 어셈블리는 상기 제 2 코팅 챔버에 위치되는,
   스퍼터 증착 장치.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제 1 각도는 상기 제 1 기준 평면에 관하여 양의(positive) 각도이고, 상기 제 2 각도는 상기 제 2 기준 평면에 관하여 음의(negative) 각도인,
   스퍼터 증착 장치.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 제 1 각도 및 상기 제 2 각도는 동등한 크기들을 갖는,
   스퍼터 증착 장치.
6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
   상기 제 1 각도는 0 도 내지 60 도의 범위에 있고, 상기 제 2 각도는 0 도 내지 -60 도의 범위에 있는,
   스퍼터 증착 장치.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제 1 자석 어셈블리는 상기 제 1 주 평면과 일치하는 중심 평면을 갖는 내측 자극, 및 상기 제 1 주 평면으로부터 거리만큼 분리된 적어도 하나의 외측 자극을 포함하고,
   상기 제 2 자석 어셈블리는 상기 제 2 주 평면과 일치하는 중심 평면(234)을 갖는 내측 자극(231), 및 상기 제 2 주 평면으로부터 거리만큼 분리된 적어도 하나의 외측 자극(232)을 포함하고,
   상기 제 3 자석 어셈블리는 상기 제 3 주 평면과 일치하는 중심 평면을 갖는 내측 자극, 및 상기 제 3 주 평면으로부터 거리만큼 분리된 적어도 하나의 외측 자극을 포함하고,
   상기 제 4 자석 어셈블리는 상기 제 4 주 평면과 일치하는 중심 평면을 갖는 내측 자극, 및 상기 제 4 주 평면으로부터 거리만큼 분리된 적어도 하나의 외측 자극을 포함하는,
   스퍼터 증착 장치.
8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제 1 회전식 타겟 어셈블리, 상기 제 2 회전식 타겟 어셈블리, 상기 제 3 회전식 타겟 어셈블리, 및 상기 제 4 회전식 타겟 어셈블리는 회전 방향으로 회전하도록 적응되고,
   상기 회전 방향은, 상기 제 1 회전식 타겟 어셈블리, 상기 제 2 회전식 타겟 어셈블리, 상기 제 3 회전식 타겟 어셈블리, 및 상기 제 4 회전식 타겟 어셈블리에 대해 독립적으로, 시계 방향 및 반시계 방향으로부터 선택되는,
   스퍼터 증착 장치.
9. 제 1 코팅 구역에서 그리고 별개의 제 2 코팅 구역에서 기판을 코팅하는 방법으로서,
   상기 제 1 코팅 구역에 상기 기판을 제공하는 단계;
   제 1 타겟 재료로 상기 기판의 표면(51)을 스퍼터링하는 단계 ― 상기 제 1 타겟 재료는, 상기 기판 표면에 관하여 제 1 스퍼터링 각도(1100)로, 상기 제 1 코팅 구역에서 상기 표면 상에 스퍼터링되고, 상기 제 1 스퍼터링 각도는, 상기 제 1 코팅 구역에서의 스퍼터링 프로세스 전반에 걸쳐, 상기 기판 표면 상에 타겟 재료가 스퍼터링되는 유일한 각도임 ―;
   상기 제 2 코팅 구역에 상기 기판을 제공하는 단계;
   제 2 타겟 재료로 상기 기판의 표면을 스퍼터링하는 단계
   를 포함하며,
   상기 제 2 타겟 재료는 상기 제 1 타겟 재료와 동등하거나, 또는 상기 제 1 타겟 재료와 상이하고, 상기 제 2 타겟 재료는, 상기 기판 표면에 관하여 제 2 스퍼터링 각도(2100)로, 상기 제 2 코팅 구역에서 상기 표면 상에 스퍼터링되고, 상기 제 1 스퍼터링 각도 및 상기 제 2 스퍼터링 각도는 상이하고, 상기 제 2 스퍼터링 각도는, 상기 제 2 코팅 구역에서의 스퍼터링 프로세스 전반에 걸쳐, 상기 기판 표면 상에 타겟 재료가 스퍼터링되는 유일한 각도인,
   기판을 코팅하는 방법.
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 스퍼터링 각도의 크기는 0 도 내지 90 도의 범위에 놓여 있고, 상기 제 2 스퍼터링 각도의 크기는 90 도 내지 180 도의 범위에 놓여 있는,
    기판을 코팅하는 방법.
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 2 스퍼터링 각도의 크기는 180 도 마이너스(minus) 상기 제 1 스퍼터링 각도의 크기인,
    기판을 코팅하는 방법.
12. 제 9 항, 제 10 항, 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 스퍼터링 각도의 크기는 30 도 내지 90 도의 범위에 놓여 있고, 상기 제 2 스퍼터링 각도의 크기는 90 도 내지 150 도의 범위에 놓여 있는,
    기판을 코팅하는 방법.
13. 제 9 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 코팅 구역은 제 1 코팅 챔버에 포함되고, 상기 제 2 코팅 구역은 제 2 코팅 챔버에 포함되는,
    기판을 코팅하는 방법.
14. 제 9 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 따른 방법을 수행하기 위한 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 스퍼터 증착 장치의 사용으로서,
    상기 제 1 각도는 상기 제 1 스퍼터링 각도를 결정하고, 상기 제 2 각도는 상기 제 2 스퍼터링 각도를 결정하는,
    스퍼터 증착 장치의 사용.
15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 1 스퍼터링 각도 플러스(plus) 90 도는 상기 제 1 각도와 동등하고,
    상기 제 2 스퍼터링 각도 플러스 90 도는 상기 제 2 각도와 동등한,
    스퍼터 증착 장치의 사용.

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