KR20170039218A - 타겟 어레인지먼트, 그를 구비한 프로세싱 장치 및 그의 제조 방법 - Google Patents

타겟 어레인지먼트, 그를 구비한 프로세싱 장치 및 그의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

프로세싱 장치(105; 107)를 위한 타겟 어레인지먼트(100; 101; 102; 103; 104; 106)가 설명된다. 타겟 어레인지먼트는, 비-평면형 타겟 재료(120)를 지지하도록 구성된 타겟 지지부(110)를 포함하고, 타겟 지지부(110)는 진공 측(130) 및 대기 측(140)을 포함한다. 또한, 타겟 어레인지먼트를 위해 이루어진 프로세싱 장치 및 타겟 어레인지먼트를 제조하기 위한 방법이 설명된다.

Description

타겟 어레인지먼트, 그를 구비한 프로세싱 장치 및 그의 제조 방법{TARGET ARRANGEMENT, PROCESSING APPARATUS THEREWITH AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
[0001] 본 발명의 실시예들은, 타겟 어레인지먼트(arrangement) 및 타겟 어레인지먼트를 구비한 프로세싱 장치에 관한 것이다. 본 발명의 실시예들은 특히, 진공 프로세싱 장치를 위한 타겟 어레인지먼트 및 타겟 어레인지먼트를 구비한 진공 프로세싱 장치, 구체적으로, 스퍼터(sputter) 장치를 위한 타겟 어레인지먼트 및 타겟 어레인지먼트를 구비한 스퍼터 장치에 관한 것이다. 실시예들은 또한, 프로세싱 장치, 구체적으로, 진공 프로세싱 장치를 위한 타겟 어레인지먼트를 제조하기 위한 방법에 관한 것이다.
[0002] 많은 애플리케이션들에서, 층들이 기판 상에 증착되는데, 예컨대, 얇은 층들이 유리 기판 상에 증착된다. 기판들은 종종, 코팅 장치의 상이한 챔버들에서 코팅된다. 기판들은 진공에서 코팅될 수 있다.
[0003] 기판 상에 재료를 증착시키기 위한 여러 방법들이 공지되어 있다. 예를 들어, 기판들은 물리 기상 증착(PVD) 프로세스, 화학 기상 증착(CVD) 프로세스, 또는 플라즈마 강화 화학 기상 증착(PECVD) 프로세스, 등에 의해 코팅될 수 있다. 프로세스는, 코팅될 기판이 로케이팅되는 프로세스 챔버 또는 프로세스 장치에서 수행된다. 증착 재료가 장치에 제공된다. 복수의 재료들뿐만 아니라 그러한 재료들의 산화물들, 질화물들, 또는 탄화물들이, 기판 상에서의 증착을 위해 사용될 수 있다. 코팅된 기판들은 여러 어플리케이션들 및 여러 기술 분야들에서 사용될 수 있다. 예컨대, 디스플레이들을 위한 기판들은 보통, 물리 기상 증착(PVD) 프로세스에 의해 코팅된다. 추가적인 애플리케이션들은, 절연 패널들, 유기 발광 다이오드(OLED) 패널들, TFT(thin film transistors)를 구비한 기판들, 또는 컬러 필터들, 등을 포함한다.
[0004] PVD 프로세스의 경우, 증착 재료는 고체 상태로 타겟에 존재할 수 있다. 에너지가 풍부한(energetic) 입자들로 타겟에 충격을 가함으로써(bombarding), 타겟 재료의 원자들, 즉, 증착될 재료가 타겟으로부터 방출된다. 타겟 재료의 원자들은 코팅될 기판 상에 증착된다. PVD 프로세스에서, 스퍼터 재료, 즉, 기판 상에 증착될 재료는 다양한 방식들로 배열될 수 있다. 예컨대, 타겟은 증착될 재료로 만들어질 수 있거나, 또는 백킹 엘리먼트(backing element) - 증착될 재료는 백킹 엘리먼트 상에 고정됨 - 를 가질 수 있다. 증착될 재료를 포함하는 타겟은 증착 챔버에서 미리 정의된 포지션에 고정되거나 지지된다. 회전 가능한 타겟이 사용되는 경우에, 타겟은 회전식(rotating) 샤프트에 연결되거나, 또는 샤프트와 타겟을 연결하는 연결 요소에 연결된다.
[0005] 예컨대, 증착 시스템 유휴 시간을 줄이기 위해, 챔버에서 타겟들의 쉽고 빠른 장착이 요구된다. 회전 가능한 타겟들을 사용하는 것은 층 균일성에 대해 유익하다; 그러나, 회전 가능한 타겟들을 장착하는 것은 프로세싱 챔버에 액세싱하는 것에 의해 이루어지며, 이는 시간-소모적이다. 상기 내용을 고려하여, 본 발명의 목적은, 당업계의 문제들의 적어도 일부를 극복하는, 타겟 어레인지먼트, 타겟 어레인지먼트를 구비한 프로세싱 장치, 및 타겟 어레인지먼트를 제조하기 위한 방법을 제공하는 것이다.
[0006] 상기 내용을 고려하여, 독립 청구항들에 따른, 타겟 어레인지먼트, 프로세싱 챔버, 및 타겟 어레인지먼트를 제조하기 위한 방법이 제공된다. 본 발명의 추가적인 양태들, 장점들, 및 특징들은 종속 청구항들, 상세한 설명, 및 첨부한 도면들로부터 자명하다.
[0007] 일 실시예에 따르면, 프로세싱 장치를 위한 타겟 어레인지먼트가 제공된다. 타겟 어레인지먼트는, 비-평면형 타겟 재료(non-planar target material)를 지지하도록 구성된 타겟 지지부를 포함한다. 타겟 지지부는 진공 측(vacuum side) 및 대기 측(atmospheric side)을 포함한다.
[0008] 다른 실시예에 따르면, 기판을 프로세싱하기 위한 프로세싱 장치가 제공된다. 프로세싱 장치는, 외부 및 내부를 갖는 프로세싱 챔버를 포함하고, 프로세싱 챔버는, 프로세싱될 기판을 위한 기판 지지부 및 프로세싱 동안 기판을 하우징하도록 이루어진다. 프로세싱 챔버는, 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 타겟 어레인지먼트를 수용하도록 이루어진다.
[0009] 추가적인 실시예에 따르면, 프로세싱 장치에서 사용될 타겟 어레인지먼트를 제조하기 위한 방법이 제공된다. 방법은, 비-평면형 타겟 재료를 지지하도록 구성된 타겟 지지부를 형성하는 단계를 포함하고, 타겟 지지부는 진공 측 및 대기 측을 포함한다. 방법은, 타겟 지지부 상에 타겟 재료를 제공하는 단계를 더 포함하고, 타겟 재료는 적어도, 타겟 지지부 상에 제공된 후에, 굽은(bent) 표면, 특히, 원, 타원, 또는 포물선의 호(arc)의 형태를 갖는 표면을 갖는다.
[0010] 실시예들은 또한, 개시된 방법들을 수행하기 위한 장치들에 관한 것이고, 각각의 설명된 방법 단계를 수행하기 위한 장치 파트들(parts)을 포함한다. 이러한 방법 단계들은, 하드웨어 컴포넌트들에 의해, 적절한 소프트웨어에 의해 프로그래밍된(programmed) 컴퓨터에 의해, 상기 2가지의 임의의 조합에 의해, 또는 임의의 다른 방식으로 수행될 수 있다. 게다가, 본 발명에 따른 실시예들은 또한, 설명된 장치를 동작시키는 방법들에 관한 것이다. 방법은, 장치의 모든 기능을 수행하기 위한 방법 단계들을 포함한다.
[0011] 본 발명의 상기 열거된 특징들이 상세히 이해될 수 있는 방식으로, 앞서 간략히 요약된, 본 발명의 보다 구체적인 설명이 실시예들을 참조로 하여 이루어질 수 있다. 첨부한 도면들은 본 발명의 실시예들에 관한 것이고, 이하에서 설명된다:
도 1a는, 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 타겟 어레인지먼트의 개략도를 도시하고;
도 1b는, 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 타겟 어레인지먼트의 개략도를 도시하며;
도 1c는, 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 타겟 어레인지먼트의 개략도를 도시하고;
도 1d는, 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 타겟 어레인지먼트 후면의 개략도를 도시하며;
도 2는, 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 타겟 어레인지먼트의 개략도를 도시하고;
도 3a는, 본원에서 설명되는 실시예들에 따른, 자석조립체를 구비한 타겟 어레인지먼트의 개략도를 도시하며;
도 3b는, 도 3a에 도시된 타겟 어레인지먼트의 섹션의 확대도를 도시하고;
도 4a 내지 4c는, 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 타겟 어레인지먼트의 부분들의 개략도를 도시하며;
도 5a는, 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 타겟 어레인지먼트를 포함하는 프로세싱 장치의 개략도를 도시하고;
도 5b는, 도 5a에 도시된 프로세싱 장치의 측면도의 개략도를 도시하며;
도 5c는, 선(A-A)을 따른, 도 5a의 프로세싱 장치의 개략적인 단면도를 도시하고;
도 5d는, 도 5a에 도시된 프로세싱 장치의 후면도의 개략도를 도시하며;
도 6은, 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 타겟 어레인지먼트를 포함하는 프로세싱 장치의 개략도를 도시하고;
도 7은, 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 타겟 어레인지먼트를 제조하기 위한 방법의 흐름도를 도시한다.
[0012] 이제, 본 발명의 다양한 실시예들이 상세히 참조될 것이며, 다양한 실시예들 중 하나 또는 그 초과의 예들은 도면들에 예시된다. 도면들에 대한 이하의 설명 내에서, 동일한 참조 번호들은 동일한 컴포넌트들을 지칭한다. 일반적으로, 개별적인 실시예들에 대한 차이들만이 설명된다. 각각의 예는 본 발명의 설명으로써 제공되고, 본 발명의 제한으로서 의도되지 않는다. 또한, 일 실시예의 부분으로서 예시되거나 설명되는 특징들은, 더 추가적인 실시예를 생성하기 위해 다른 실시예들과 함께 사용되거나 또는 다른 실시예들에 대해 사용될 수 있다. 상세한 설명은 그러한 수정들 및 변형들을 포함하도록 의도된다.
[0013] 또한, 이하의 설명에서, 타겟 지지부는, 예컨대, 스퍼터 증착 프로세스에서 타겟 재료를 지지하기 위한 디바이스로서 이해될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 타겟 지지부는, 적어도, 스퍼터링 프로세스를 겪지 않는 부분 또는 측, 예컨대, 스퍼터링되지 않는 부분을 포함할 수 있다. 예컨대, 타겟 지지부의 부분은 증착 프로세스 동안 마모 또는 제거가 되지 않도록 이루어질 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 타겟 지지부는 프로세스 챔버, 예컨대, 스퍼터 챔버의 벽에 연결 가능할 수 있다. 몇몇 실시예들에 따르면, 타겟 지지부는 타겟 재료를 포함할 수 있거나 타겟 재료로부터 만들어질 수 있다.
[0014] 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 타겟 지지부는 대기 측 및 진공 측을 포함할 수 있다. 특히, 타겟 지지부의 진공 측은, 예컨대, 재료를 각각 선택(예컨대, 진공 프로세스에 적합한 가스방출(outgassing) 레이트(rate), 적합한 온도 저항, 적합한 입자 생성 레이트 등을 갖는 재료를 선택)하는 것에 의해, 진공 프로세스에서 사용되도록 이루어질 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 타겟 지지부의 대기 측은 대기 조건들 하에서, 예컨대, 약 1bar의 압력, 0° 내지 40° 의 온도 범위 등의 조건 하에서 사용되도록 이루어질 수 있다. 몇몇 실시예들에 따르면, 타겟 지지부의 대기 측은 프로세스 챔버의 외부에 제공되도록 이루어질 수 있고, 타겟 지지부의 진공 측은 프로세스 챔버의 내부에 제공되도록 이루어질 수 있다. 몇몇 실시예들에 따르면, 타겟 지지부는, 타겟 지지부의 대기 측을 챔버 외부에 그리고 타겟 지지부의 진공 측을 챔버 내부에 제공하기 위한 각각의 연결 수단, 예컨대, 타겟 지지부를 프로세스 챔버의 벽에 또는 벽 내에 고정하는 연결 수단을 제공할 수 있다.
[0015] 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 본원에서 지칭된 바와 같은 호는 기하학적 형상의 부분 또는 세그먼트로서 이해될 수 있는데, 예컨대, 원 호는 원의 세그먼트이고, 타원 호는 타원의 세그먼트이며, 포물선 호는 포물선의 세그먼트인 것 등이다. 몇몇 실시예들에 따르면, 호는 360° 미만의 각도를 에워싸는 세그먼트일 수 있다. 예컨대, 원 호의 길이는
Figure pct00001
에 의해 정의되는데, R은 원의 반경이고,
Figure pct00002
는 원의 세그먼트에 의해 에워싸인 각도이며 360°보다 더 작다.
[0016] 본원에서 사용되는 바와 같이, "비-평면형"이라는 용어는 곡률을 갖는 것으로서 이해되어야 하는데, 예컨대, 비-평면형 표면은 표면의 적어도 부분에 걸쳐서 곡률을 갖는다. 몇몇 실시예들에 따르면, 만곡된(curved) 표면은 굽은 표면인 것으로 설명될 수 있다.
[0017] 공지된 시스템들에서, 2가지 타입들의 스퍼터링 타겟들, 즉, 평면형 스퍼터링 타겟들 및 회전식 스퍼터링 타겟 조립체들이 사용된다. 평면형 및 회전식 스퍼터링 타겟 조립체들 양자 모두는 자신들의 장점들을 갖는다. 캐소드들의 설계 및 기하학적 구조로 인해, 회전 가능한 타겟들은 전형적으로, 평면형 타겟들보다 더 높은 이용(utilization) 및 증가된 동작 시간을 갖는다. 회전식 스퍼터링 타겟 조립체들은 특히, 대면적 기판 프로세싱에서 유익할 수 있다. 원통형 타겟 튜브를 백킹 튜브에 본딩(bonding)하는 것은 회전식 타겟 조립체들의 제조에서 난제이다. 원통형 타겟 튜브를 백킹 튜브에 본딩하는 것이 난제인 것은, 큰 타겟 재료들의 경우에 특히 그러하다. 그러한 회전 가능한 스퍼터링 캐소드들의 제조에서, 타겟 재료는, 예컨대, 백킹 튜브의 외측 표면 상으로의 파우더의 스프레잉(spraying), 캐스팅(casting), 또는 프레싱(pressing)에 의해 적용될 수 있다. 대안적으로, 타겟 튜브로서 또한 지칭될 수 있는, 타겟 재료의 중공(hollow) 원통은, 회전 가능한 타겟을 형성하기 위해, 백킹 튜브 상에 배열되고, 예컨대, 인듐을 이용하여 백킹 튜브에 본딩될 수 있다. 그러나, 회전 가능한 타겟들의 기하학적 구조 때문에 그리고 상기 언급된 더 높은 타겟 활용을 가능하게 하기 위해, 회전 가능한 타겟들은, 기판들을 프로세싱하기 위한 프로세싱 챔버에서의 회전 가능한 타겟들의 사용 동안, 진공 조건들에 완전히 제공되도록 설계된다.
[0018] 본원에서 설명되는 실시예들은 프로세싱 장치를 위한 타겟 어레인지먼트를 제공한다. 타겟 어레인지먼트는, 비-평면형 타겟 재료(non-planar target material)를 지지하도록 구성된 타겟 지지부를 포함한다. 타겟 지지부는 진공 측(vacuum side) 및 대기 측(atmospheric side)을 포함한다.
[0019] 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 타겟 어레인지먼트는, 이하에서 상세하게 설명될 것과 같은 타겟의 제조 프로세스를 용이하게 하는 것을 돕는다. 또한, 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 타겟 어레인지먼트는 쉽고 비용-효율적인 방식으로 프로세스 챔버에 장착될 수 있는데, 이는, 비-평면형 타겟이, 예컨대, 챔버 도어(door) 또는 벽 내에 또는 상에 장착되는 것에 의해, 프로세스 챔버의 외부 측으로부터 제공될 수 있기 때문이다.
[0020] 도 1a는, 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 타겟 어레인지먼트를 도시한다. 타겟 어레인지먼트(100)는 타겟 지지부(110) 및 타겟 재료(120)를 포함한다. 타겟 지지부(110)는 비-평면형 타겟 재료(120)를 지지하도록 이루어진다. 도 1a에 도시된 실시예에서, 타겟 지지부(110)는 플레이트-형(plate-like) 기저부(basis)(111), 타겟(120)의 길이를 따라서 연장되는 측 지지부(112), 및 타겟(120)의 전방 단부를 지지하는 전방 지지부(113)를 포함한다. 본원에서 설명되는 몇몇 실시예들에 따르면, "타겟" 및 "타겟 재료"라는 용어들은 본원에서 동의적으로 사용된다.
[0021] 몇몇 실시예들에 따르면, 타겟 지지부의 적어도 부분은 비-평면 형상, 예컨대, 타겟 지지부에 의해 지지될 타겟 재료의 비-평면 형상에 대응하는 비-평면 형상을 제공할 수 있다. 예컨대, 도 1a의 실시예는, 타겟(120)의 형상에 대응하는 호의 형상을 갖는 전방 지지부(113)를 도시한다. 몇몇 실시예들에서, 타겟 지지부는, 길이 방향을 따라서 분할되는 반원통형 튜브, 예컨대, 백킹 반 튜브(backing half tube)의 형상을 갖는 부분을 가질 수 있다. 예컨대, 반원통형 튜브는 약 180°의 각도를 에워싸는 원 호의 형상의 단면을 가질 수 있다.
[0022] 도 1a에서 볼 수 있는 바와 같이, 타겟 지지부(110)는 진공 측(130) 및 대기 측(140)을 제공한다. 전형적으로, 진공 측은, 타겟 어레인지먼트가 프로세싱 챔버에 장착될 때 프로세싱 챔버 내에 존재하는, 타겟의 측일 수 있다. 타겟 지지부의 대기 측은, 타겟 어레인지먼트가 프로세싱 챔버에 장착될 때 프로세싱 챔버의 외부에 제공될 수 있다(또는 적어도, 프로세싱 챔버의 외부로부터 액세싱 가능할 수 있다). 몇몇 실시예들에 따르면, 타겟 지지부의 대기 측은, 예컨대, 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 타겟 어레인지먼트가 프로세싱 챔버 벽에 장착될 때, 프로세스 챔버의 외부를 향할 수 있다. 몇몇 실시예들에 따르면, 타겟 어레인지먼트는 또한, 타겟 재료를 포함하는 진공 측 및 대기 측을 갖는 것으로 설명될 수 있다.
[0023] 도 1b는, 타겟 어레인지먼트(101)의 실시예를 도시한다. 타겟 어레인지먼트(101)는, 지지 플레이트(114)를 포함하는 타겟 지지부(110)를 포함한다. 비-평면형 타겟(120)은 타겟 지지부(110)의 지지 플레이트(114) 상에 제공될 수 있다. 몇몇 실시예들에 따르면, 타겟 지지부는, 타겟 재료(120)가 상부에 제공되는 반원통형 튜브, 예컨대, 백킹 반 튜브를 포함할 수 있다. 대안적인 실시예들에 따르면, 지지 플레이트와 같은 타겟 지지 기저부는, 백킹 반 튜브 없이, 반원통형 튜브의 형상을 갖는 타겟 재료를 지지한다. 도 1b는 반원통형 튜브의 단부들에서 반원통형 튜브가 폐쇄된 것으로 도시하지만, 몇몇 실시예들에서, 반원통형 튜브의 전방 단부는 개방될 수 있다. 도 1b에 도시된 타겟 지지부(110)는 진공 측(130) 및 대기 측(140)을 제공한다. 도 1d와 관련하여 상세하게 설명될 바와 같이, 타겟 지지부는 타겟 지지부의 대기 측에서 중공 부분을 포함할 수 있다. 몇몇 실시예들에 따르면, 중공 부분은 타겟 지지부의 플레이트-형 기저부(예컨대, 도 1b의 지지 플레이트)의 홀에 의해 제공될 수 있거나, 또는 타겟 지지부로서의 프레임에 의해 제공될 수 있다.
[0024] 본원에서 설명되는 실시예들의 타겟 재료는 쉽고 신뢰할만한 방식으로 타겟 지지부에 본딩될 수 있다. 도면들에서 원 호 형상으로서 예시적으로 도시된, 타겟 재료의 비-평면 형상은, 회전식 타겟이 생산될 때 사용될 수 있는 힘들보다 더 큰 힘들을 본딩 프로세스에서 사용하는 것을 허용한다.
[0025] 도 1c는, 타겟 어레인지먼트(102)의 실시예를 도시한다. 타겟 어레인지먼트(102)는 일체형(one-piece) 타겟 어레인지먼트로 형성되는 타겟(120) 및 타겟 지지부(110)를 포함한다. 예컨대, 타겟 지지부는 타겟 재료로 만들어질 수 있다. 몇몇 실시예들에 따르면, 타겟 지지부(110)(특히, 프로세스에서 스퍼터링되지 않는 부분)는 플레이트-형 구조를 포함하고, 비-평면형 타겟(120)은 이로부터 연장된다.
[0026] 몇몇 실시예들에 따르면, 도면들에 도시된 실시예들에서 예시적으로 볼 수 있는 바와 같이, 타겟 지지부의 대기 측은 타겟 지지부의 하나 또는 그 초과의 섹션들에 의해 제공될 수 있다. 예컨대, 타겟 지지부의 대기 측은, 도 1a에 예시적으로 도시된 바와 같은 플레이트-형 부분, 도 1b에 예시적으로 도시된 바와 같은, 프레임-형 부분, 상기 설명된 바와 같은 측 지지부의 파트들, 플레이트-형 부분의 후면, 또는 프레임의 후면, 도 1c에 예시적으로 도시된 바와 같은, 타겟 재료로 만들어진 타겟 지지부의 후면, 등을 포함할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 대기 측은, 정의된 두께, 특히, 프로세스 동안 변하지 않는 두께를 갖는, 타겟 지지부의 부분 또는 표면일 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 타겟 지지부의 대기 측은, 프로세스 챔버의 내부를 향하지 않는, 타겟 지지부의 표면으로서 설명될 수 있다. 일 예에서, 대기 측은 프로세스 챔버 벽의 외부에 존재할 수 있거나 또는 연장될 수 있다. 몇몇 실시예들에 따르면, 대기 측은 공간을 포함할 수 있는데, 그러한 공간은 특히, 타겟의 후면(예컨대, 프로세스 챔버를 향하지 않는, 타겟의 측)에 도달할 수 있다. 몇몇 실시예들에 따르면, 타겟 지지부의 진공 측은, 예컨대, 프로세스 챔버 벽으로부터 연장되는 것에 의해 또는 프로세스 챔버의 내부를 향하는 측에서 프로세스 챔버 벽과 평평한(even) 것에 의해, 프로세스 챔버의 내부로 연장된다.
[0027] 도 1d는, 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 타겟 지지부(110)의 후면도를 도시한다. 타겟 지지부(110)는, 도 1a 내지 1c에 도시된 타겟 지지부와 같은, 설명된 임의의 실시예의 타겟 지지부일 수 있다. 몇몇 실시예들에 따르면, 타겟 지지부의 후면도는 타겟 지지부의 대기 측의 도면으로 표시될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 비-평면형 타겟을 위해 구성되는 타겟 지지부(110)는, 예컨대, 비-평면형 타겟 재료를 액세싱하는 것을 허용하기 위한 중공 섹션(115), 비-평면형 타겟을 연결하기 위한 섹션들, 또는 타겟 재료가 본딩될 수 있는 프레임 등을 포함할 수 있다. 몇몇 실시예들에 따르면, 중공 섹션은 타겟 재료 및/또는 타겟 지지부의 비-평면형(또는 굽은) 표면에 대한 액세스를 허용할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 중공 섹션은 타겟 지지부의 개구부, 예컨대, 타겟 지지부의 지지 플레이트의 실질적으로 직사각형 개구부에 의한 액세스를 허용할 수 있다. 몇몇 실시예들에 따르면, 개구부는 임의의 적합한 형상을 가질 수 있다.
[0028] 몇몇 실시예들에 따르면, 비-평면형 타겟을 위해 구성되는 타겟 지지부는, 타겟 재료를 타겟 지지부에 본딩하는, 예컨대, 프로세스 조건들(압력, 온도, 가스 또는 플라즈마 존재 등을 포함)에 대해 신뢰할만한 방식으로 타겟 재료를 타겟 지지부에 본딩하는 것을 허용하는 재료로 만들어질 수 있다. 예컨대, 타겟 지지부는, 약 5*10-4 내지 약 5*10-2mbar의 압력, 예컨대, 약 5*10-3의 압력을 갖는 프로세싱 챔버에서, 일 측과 같이 적어도 부분적으로 제공되기에 적합할 수 있다. 몇몇 실시예들에 따르면, 타겟 어레인지먼트가 사용될 수 있는, 프로세스 온도 또는 프로세스 챔버 온도는 최대 600℃일 수 있다. 타겟 지지부는 프로세스 온도들을 견디기에 적합할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 타겟 지지부의 표면은 타겟 재료와 타겟 지지부 사이에 충분한 본딩을 제공하도록 이루어질 수 있다. 예컨대, 타겟 지지부 표면은 적합한 거칠기(roughness), 적합한 온도 전도성(conductibility), 충분한 본딩 면적(area) 등을 제공할 수 있다.
[0029] 몇몇 실시예들에서, 비-평면형 타겟을 위해 구성되는 타겟 지지부는 추가로, 비-평면형 타겟을 위한 마그네트론으로서 작용하기 위한 자석 조립체를 제공하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 타겟 지지부는, 타겟 재료의 스퍼터링을 위한 마그네트론과 같은 자석 조립체를 적어도 부분적으로 하우징하기 위한 공간을 제공하거나 또는 갖도록 허용할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 비-평면형 타겟을 위해 구성되는 타겟 지지부는 비-평면형 타겟의 스퍼터링을 위한 자석 조립체를 연결하기 위한 연결 엘리먼트들, 예컨대, 클램프들, 홀들, 보어들(bores), 바아들(bars), 볼트들, 프레임들 등을 포함할 수 있다.
[0030] 도 2는, 타겟 지지부(110)의 대기 측을 보여주는 시야에서의 타겟 어레인지먼트(103)의 실시예를 도시한다. 타겟 지지부(110)의 중공 섹션(115)을 도 2에서 볼 수 있다. 도 2는, 타겟 지지부(110)에 본딩되는 비-평면형 타겟의 윤곽(116)을 도시한다. 대안적으로, 윤곽(116)은, 반원통형 튜브 형상을 갖는, 타겟 지지부의 파트에 속할 수 있고, 타겟 지지부 상에 타겟 재료를 제공하도록 이루어질 수 있다. 타겟 지지부(110)의 중공 섹션(115)은 타겟 지지부의 각각의 파트 또는 비-평면형 타겟을 액세싱하는 것을 허용한다. 몇몇 실시예들에 따르면, 타겟 지지부(110)는 자석 조립체(117)를 적어도 부분적으로 하우징하도록 이루어진다. 도 2에 도시된 실시예에서, 중공 섹션(115)은 타겟 지지부에서 적어도 부분적으로 자석 조립체(117)를 하우징하는 것을 허용한다. 타겟 지지부는 자석 조립체(117)를 타겟 지지부에 연결하기 위한 연결 수단(121)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 자석 조립체는 회전 가능, 특히, 비-평면형 타겟의 길이축에 대해 실질적으로 평행한 축을 중심으로 회전 가능하다.
[0031] 본원에서 설명되는 몇몇 실시예들에 따르면, 자석 조립체는, 역 극성의 2개의 자극들(magnet poles)을 갖는 자석 요크(yoke)를 갖는 자석 엘리먼트를 포함한다. 예컨대, 자극들 중 하나는 다른 자극을 둘러쌀 수 있고 레이스트랙(racetrack)을 형성할 수 있다. 몇몇 실시예들에 따르면, 자석 엘리먼트는 자극들을 구비한 자석 요크를 지지하기 위한 기저부를 포함한다. 몇몇 실시예들에서, 자석 조립체는, 예컨대, 백킹 반 튜브 뒤에서의 워블링(wobbling)에 의해, 회전축을 중심으로 2개의 포지션들 사이에서 진동할(oscillate) 수 있다. 몇몇 실시예들에 따르면, 자석 조립체는 모터에 의해 구동되어 반(half) 백킹 튜브 뒤에서 워블링할 수 있다. 자석 조립체는, 예컨대, 각각 장착되는 것에 의해, 적어도 30°의 각도의 회전 운동을 위해 구성될 수 있다. 특히, 자석 조립체는 호를 따른, 특히, 비-평면형 타겟 재료의 형상에 대응하는 호를 따른 회전 운동을 수행하도록 구성될 수 있다. 추가적인 실시예들은 정적(static) 자석 바아 또는 자기 코일을 포함할 수 있다.
[0032] 몇몇 실시예들에 따르면, 타겟 어레인지먼트는, 자석 엘리먼트와 타겟 표면(예컨대, 프로세싱될 기판을 향하는 타겟 표면) 사이의 거리를 일정하게, 특히, 증착 동안 일정하게 유지하기 위한 리프팅 디바이스를 포함할 수 있다. 예컨대, 타겟 어레인지먼트는 자석 조립체를 비-평면형 타겟 표면을 향해 또는 비-평면형 타겟 표면으로부터 멀어 지게 이동시키기 위해, 모터와 같은 구동 엘리먼트에 의해 구동되는 기계식 기어 또는 편심 디바이스(eccentric device)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 리프팅 디바이스는, 예컨대, 타겟 표면과 자석 조립체 사이의 거리를, 예컨대, 타겟의 수명에 걸쳐서 또는 심지어 타겟의 수명에 따라서 자동으로 조정하기 위해, 자동으로 제어될 수 있다. 예컨대, 리프팅 디바이스는 타겟 재료 제거의 균일성, 예측 가능성(predictability), 및 신뢰도를 개선하는 것을 도울 수 있다. 개선된 재료 제거 균일성을 이용하여, 기판 상의 층 균일성이 최적화될 수 있다.
[0033] 도 3a는, 본원에서 설명되는 몇몇 실시예들에 따른 타겟 어레인지먼트(104)를 도시한다. 도 3b는, 타겟 어레인지먼트(104)의 섹션의 확대도를 도시한다. 타겟 지지부(110)는, 도 3a에 도시된 예에서, 개구부(115)를 구비한 프레임을 포함한다. 타겟 어레인지먼트(104)는, 타겟 지지부(110) 상에 제공되는 비-평면형 타겟 재료(120)를 더 포함한다. 도 3a 및 3b에 도시된 타겟 어레인지먼트(104)는, 3개의 자석 엘리먼트들(117, 118, 및 119)을 포함하는 자석 조립체를 포함한다. 도 3b에 도시된 예에서, 자석 엘리먼트들은 각각, 역 극성의 자극들을 갖는 자석 요크를 포함한다. 자석 엘리먼트들은 타겟 지지부(110) 내에 적어도 부분적으로 배열될 수 있다. 몇몇 실시예들에 따르면, 자석 조립체는 비-평면형 타겟 내에 적어도 부분적으로 로케이팅된다. 몇몇 실시예들에 따르면, 3개의 자석 엘리먼트들은 회전 가능, 특히, 비-평면형 타겟 재료의 길이축에 대해 실질적으로 평행한 축을 중심으로 회전 가능할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 자석 조립체는, 비-평면형 타겟의 호에 대응할 수 있는 호를 따라서 회전한다. 몇몇 실시예들에 따르면, 자석 조립체는 오직 한 방향으로만 회전할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 자석 조립체는 연속적으로(continuousl) 회전하도록 구성된다. 연속적으로 회전할 때, 자석 조립체는 타겟 재료에 대해 자기장을 제공할 수 있고, 그러한 자기장은 특히, 타겟 재료의 균일한 증착을 보장한다.
[0034] 몇몇 실시예들에 따르면, 자석 조립체의 자석 엘리먼트들은, 자석 엘리먼트들이 부착되는, 드럼과 같은 회전식 엘리먼트 상에 제공될 수 있다. 몇몇 실시예들에 따르면, 3개의 자석 엘리먼트들의 자석 요크들은 회전식 엘리먼트에 연결되는데, 예컨대, 회전식 드럼에 직접 연결된다(예컨대, 자석 요크들에 대한 추가적인 지지 엘리먼트 없이). 몇몇 실시예들에서, 자석 엘리먼트들 각각은 2개의 자극들을 포함하는데, 특히, 각각의 자석 엘리먼트는, 레이스트랙 형태의 하나의 자극을 포함하고, 이는 다른 자극을 둘러싼다. 도 3b는 타겟 지지부(110)의 섹션을 도시하고, 당업자는, 내측 자극을 둘러싸는, 자석 요크들 각각의 외측 자극들이, 타겟 지지부의 전체도에서 폐쇄 루프(closed loop)를 형성할 수 있음을 이해할 수 있다. 일 예에서, 3개의 자석 엘리먼트들은 약 120°의 각도만큼 서로로부터 오프셋(offset)된다. 몇몇 실시예들에서, 자석 엘리먼트들은, 타겟 재료를 향하는 포지션으로 회전될 때 자석 엘리먼트들 각각이 진공 챔버에서 타겟 표면까지 실질적으로 동일한 거리를 갖는 것을 허용하는 선을 따라서 배열될 수 있다. 특히, 자석 엘리먼트들은 원형 선을 따라서 배열될 수 있다. 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 결합될 수 있는 실시예들에 따르면, 자석 조립체는 3개 초과의 자석 엘리먼트들, 예컨대, 4개 또는 5개의 상기 설명된 바와 같은 자석 엘리먼트들을 포함할 수 있다.
[0035] 일 예에서, 그리고 도 3b에서 볼 수 있는 바와 같이, 자석 조립체가 회전될 때, 하나 또는 그 초과의 완성된 레이스트랙들이 비-평면형 타겟 표면 상에 존재한다. 자석 조립체의 회전 때문에 하나의 레이스트랙이 비-평면형 타겟의 표면을 떠날 때, 다음 레이스트랙이, 비-평면형 타겟으로부터 재료를 제거하기 위해, 전자들을 포획한다(capture). 몇몇 실시예들에 따르면, 자석 조립체를 위한 구동부는 타겟 어레인지먼트의 대기 측에서 자석 요크들 뒤에 배열될 수 있다. 직접 구동부는 자석 조립체의 회전 운동을 구동하기 위해 사용될 수 있다. 몇몇 실시예들에 따르면, 자석 조립체는 타겟 지지부의 대기 측 상의 대기 조건들에서 구동될 수 있다. 일 예에서, 자석 조립체는 60℃ 미만, 예컨대, 약 30℃ 내지 약 40℃의 온도에서 구동된다.
[0036] 몇몇 실시예들에서, 타겟 표면과 자석 조립체 사이의 거리는 조정 가능할 수 있다. 도 2와 관련하여 설명된 바와 같이, 비-평면형 타겟 표면과 자석 조립체 사이의 거리를 일정하게 유지하기 위해 타겟 어레인지먼트(104)에는 리프팅 디바이스가 제공될 수 있다. 예컨대, 기계식 기어 또는 3중(triple) 편심 디바이스를 이용하여, 타겟 표면과 자석들 사이의 거리가 변경될 수 있다.
[0037] 자석 조립체의 연속적인 운동에 의해, 프로세스를 위해 사용되는, 전압, 전류 및 전력 공급부가 일정하게 유지될 수 있다. 조정 가능한 자석 조립체를 이용하여, 일 레벨(one level)에서의 스퍼터 전압(또는 전류)의 조정 또는 제어가 가능하다. 또한, 본원에서 설명되는 실시예들에 의해 여러 가지 유익한 효과들이 달성될 수 있다. 특히, 자석 회전에 대해 쉬운 기계 설계(mechanic design)가 사용될 수 있다. 쉬운 기계 설계는 생산 및 장착 비용들을 절약한다. 대기 조건들 하에서 장착되고 동작되는 자석 조립체는 자석 조립체를 쉬운 방식으로 설계하는 것을 도울 수 있다. 또한, 자석 조립체가 연속적으로 회전되는 경우, 예컨대, 워블링 모드에서 자석 조립체의 방향을 변경하는 것에 기인한 지연 시간이 없다. 본원에서 설명되는 실시예들에 따라, 자석 조립체는 매우 높은 속도에서 회전될 수 있다. 또한, 본원에서 설명되는 실시예들을 이용하여 더 큰 레이스트랙의 사용이 가능하다. 또한, 본원에서 설명되는 실시예들을 이용하여, 캐소드 뒤의 상이한 길이들 또는 다양한 자석 요크들 등에 의한, 타겟 활용에 대한 영향이 가능할 수 있다. 프로세스 효율이 증가된다. 프로세스 효율(및 특히, 스퍼터 레이트)은 또한, 예컨대, 3개 또는 4개의 자석 엘리먼트들이 회전될 때, 타겟 표면 상에 하나 초과의 레이스트랙을 갖는 것에 의해 증가될 수 있다. 이론적으로, 플라즈마를 위해 스퍼터 타겟의 전체 표면을 사용하는 것이 가능해진다.
[0038] 도면들이, 비-평면형 타겟에 대해 실질적으로 원 호를 도시하지만, 본원에서 설명되는 실시예들은 원형 어레인지먼트들에 제한되지 않는다.
[0039] 본원에서 사용되는 바와 같은 "실질적으로(substantially)"라는 용어는 "실질적으로"와 함께 표시되는 특성으로부터 어떠한 편차(deviation)가 있을 수 있음을 의미할 수 있다. 예컨대, "실질적으로 원형"이라는 용어는, 정확한 원 형상으로부터 어떠한 편차들, 예컨대, 일 방향으로 또는 하나 초과의 방향으로 약 1% 내지 15%의 연장의 편차를 가질 수 있는 형상을 지칭한다. 유사하게, "실질적으로 타원" 또는 "실질적으로 포물선"이라는 용어는, 엄격한 정의로부터, 하나 또는 그 초과의 방향들로 약 1% 내지 15%의 편차를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
[0040] 도 4a 내지 4c는, 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 타겟 지지부에 대한 비-평면형 타겟(120)의 실시예들을 도시한다. 도 4a는, 실질적으로, 타원의 호의 형상을 갖는 비-평면형 타겟(120)을 도시한다. 예컨대, 타겟은 타원의 호의 형상을 갖는, 예컨대, 타원의 세그먼트를 포함하는 단면을 포함한다. 도 4a에서 볼 수 있는 바와 같이, 타겟은 비-평면형 외측 표면 및 비-평면형 내측 표면을 포함하고, 타겟은 특정 두께를 갖는다. 몇몇 실시예들에서, 타겟의 내측 표면의 형상은 타겟의 외측 표면의 형상에 대응한다. 도 4b는, 포물선의 호의 형상을 갖는 단면을 갖는 비-평면형 타겟(120)의 실시예를 도시한다. 도 4c는, 원 호의 단면을 갖는 제 1 파트(121) 및 실질적으로 직선 형상을 갖는 제 2 섹션(122)을 갖는 비-평면형 타겟의 실시예를 도시한다. 당업자는, 도 4a에 관하여 설명된 특징들이, 도 4b 및 4c의 실시예들에 또한 적용될 수 있음을 주목할 것이다.
[0041] 몇몇 실시예들에 따르면, 본원에서 설명되는 호들은, 전형적으로 360° 미만, 더 전형적으로 300° 미만, 및 더욱 더 전형적으로 280° 미만의 각도를 에워싼다. 일 실시예에서, 호의 각도는 대략 180°를 에워쌀 수 있다.
[0042] 일반적으로, 비-평면형 타겟은 굽은 표면을 포함할 수 있다. 굽은 표면은 곡률을 가질 수 있으며, 추가적인 실시예들에서, 상이한 곡률들로 구성될 수 있는데, 예컨대, 굽은 표면은 여러 가지 호들로 구성될 수 있고, 각각은 상이한 곡률 및/또는 반경을 갖는다.
[0043] 도 5a는, 기판을 프로세싱하기 위한 프로세싱 장치의 파트인 프로세스 챔버(105)를 도시한다. 프로세스 챔버는 챔버 벽들(150, 151, 152, 및 153)을 포함한다. 챔버 벽들(150, 151, 152, 및 153)은 프로세스 챔버의 외부로부터 프로세스 챔버의 내부를 분리한다. 프로세스 챔버의 내부에서, 기판은 기판 지지부(154)에 의해 홀딩될 수 있다. 몇몇 실시예들에 따르면, 기판 지지부는 또한, 기판을 연속적인 프로세스에서 안내하기 위해 사용될 수 있다. 전형적으로, 프로세스 챔버는, 예컨대, 기판을 위한 각각의 적응된 슬루스들(sluices), 진공 펌프들, 및 각각의 밀봉 디바이스들을 제공함으로써, 진공 프로세스를 위해 이루어진다.
[0044] 도 5a에서 볼 수 있는 바와 같이, 비-평면형 타겟을 구비한 2개의 타겟 어레인지먼트들(106)이 프로세스 챔버(105)에 제공된다. 몇몇 실시예들에 따르면, 타겟 어레인지먼트들(106)은 실시예들에서 상기 설명된 바와 같은 타겟 어레인지먼트들일 수 있다. 프로세싱 챔버(105)는 본원의 실시예들에서 설명된 바와 같은 타겟 어레인지먼트를 챔버 벽들에, 특히, 타겟 지지부에 장착하도록 이루어질 수 있다. 일 예에서, 프로세싱 챔버(105)는 타겟 지지부의 지지 플레이트를 챔버 벽들에 장착하도록 이루어지고, 이로써, 대기 측 및 진공 측을 구비한 타겟 어레인지먼트가 프로세싱 챔버에 제공될 수 있다. 몇몇 실시예들에 따르면, 프로세싱 챔버(105)는 각각의 개구부들을 가질 수 있고, 본원의 실시예들에서 설명된 바와 같은 타겟 어레인지먼트가 그러한 개구부에 배치될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 타겟 어레인지먼트들(106)은 챔버의 외부로부터 프로세스 챔버에 장착될 수 있으며, 특히, 타겟 어레인지먼트의 장착은 화살표(160)의 방향으로 수행된다. 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 챔버는 타겟 어레인지먼트를 외부로부터 장착하도록 이루어질 수 있다. 타겟 어레인지먼트들을 장착하기 위해서, 프로세스 챔버의 개방 또는 진입이 사용되지 않는다(마모된 타겟 어레인지먼트를 제거하는 것에 의해 챔버를 개방하는 것은 제외). 타겟 어레인지먼트를 챔버의 외부로부터 장착하는 것은 프로세스 효율에 대해서 특히 유익한데, 이는, 새로운 타겟을 장착하거나 또는 마모된 타겟을 교환하는 것이 쉽고 복잡하지 않으며, 도어 등에 의한 진공 챔버로의 액세스를 사용하지 않기 때문이다.
[0045] 도 5b는, 도 5a에 도시된 프로세스 챔버(105)의 측면도이다. 도 5b는, 플레이트-형 기저부(112) 및 비-평면형 타겟(120)을 포함하는 타겟 어레인지먼트(160)를 도시한다. 타겟 어레인지먼트(106)가 장착된 상태에서, 프로세스 챔버(105) 내부의 타겟 어레인지먼트의 진공 측(130) 및 프로세스 챔버(105) 외부의 타겟 어레인지먼트의 대기 측(140)을 볼 수 있다.
[0046] 도 5c은, 도 5a에 도시된 바와 같은 선(A-A)을 따른 프로세스 챔버(105)의 단면도를 도시한다. 더 양호한 개관을 위해, 타겟 어레인지먼트(106)는 도 5c에서 자석 조립체 없이 도시된다. 당업자는, 자석 조립체에 관하여 상기 설명된 특징들이 도 5a 내지 5d에 도시된 타겟 어레인지먼트(106)에 적용될 수 있음을 이해할 것이다.
[0047] 도 5c의 더 상세한 도면에서 볼 수 있는 바와 같이, 타겟 어레인지먼트(106)는, 반원통형 튜브의 형상을 갖는 백킹 엘리먼트, 및 플레이트-형 기저부를 포함하는 타겟 지지부(110)를 포함한다. 몇몇 실시예들에 따르면, 타겟 지지부(110)는, 예컨대, 반원통형 튜브에 의해 제공되는 중공 섹션(115)을 포함할 수 있다.
[0048] 도 5d는, 도 5a에 도시된 프로세스 챔버(105)의 후면도를 도시한다. 후면도로부터, 프로세스 챔버(105)의 타겟 어레인지먼트들(106)의 대기 측을 볼 수 있다. 도 5d에 도시된 실시예에서, 타겟 어레인지먼트들(106)은 타겟 지지부(110) 및 중공 섹션(115)을 포함한다. 몇몇 실시예들에 따르면, 중공 섹션들(115)은 비-평면형 타겟에 대한 또는 비-평면형 타겟을 위한 백킹 엘리먼트(예컨대, 반원통형 튜브)에 대한 액세스를 제공할 수 있다. 일 예에서, 자석 조립체는 타겟 지지부(110)의 중공 섹션(115)에 존재할 수 있다.
[0049] 상기 설명된 도면들에 도시된 타겟 어레인지먼트는, 실질적으로 수직 연장을 갖는 타겟 어레인지먼트를 제공한다. 그러나, 당업자는, 본원에서 설명되는 타겟 어레인지먼트들은 또한, 수평 연장으로 사용될 수 있다는 것을 인지할 것이다. 도 6은, 수평 연장의 타겟 어레인지먼트(108)를 구비한 프로세스 챔버(107)의 예를 도시한다. 타겟 어레인지먼트는 상기 설명된 바와 같은 타겟 어레인지먼트일 수 있고, 상기 설명된 타겟 어레인지먼트들의 상기 설명된 특징들 중 일부 또는 전부를 가질 수 있다. 몇몇 실시예들에 따라, 타겟 어레인지먼트는 타겟 지지부(110) 및 중공 섹션(115)을 제공한다. 도 6의 실시예에서, 타겟 지지부(110)는 비-평면형 타겟(120)을 지지한다. 도 6의 실시예에서, 기판은 프로세스 챔버에서 타겟 어레인지먼트(108) 아래에 제공되고 그리고/또는 위로부터의 재료들을 증착시키기 위해 타겟 어레인지먼트 아래에서 안내될 수 있다.
[0050] 전형적으로, 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 타겟 어레인지먼트를 수용하도록 이루어지는 프로세스 챔버는, 타겟 어레인지먼트를 프로세스 챔버에 고정하기 위한 연결 수단을 포함할 수 있다. 예컨대, 프로세스 챔버는, 타겟 어레인지먼트를 프로세스 챔버에 고정하기 위해, 홀들, 보어들, 바아들, 볼트들, 스크류 연결들, 클램핑 디바이스들 등을 포함할 수 있다.
[0051] 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 결합될 수 있는 상이한 실시예들에 따르면, 타겟 재료는: 세라믹, 금속, ITO, IZO, IGZO, AZO, SnO, AlSnO, InGaSnO, 티타늄, 알루미늄, 구리, 몰리브덴, 및 이들의 조합들로 구성되는 그룹으로부터 선택될 수 있다. 타겟 재료는 전형적으로, 기판 상에 증착될 재료에 의해, 또는 프로세싱 지역에서 반응성 가스와 반응하고 그런 다음 반응성 가스와 반응한 후에 기판 상에 증착되도록 되어 있는 재료에 의해 제공된다.
[0052] 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 결합될 수 있는 몇몇 실시예들에 따르면, 본원에서 설명되는 실시예들은 디스플레이 PVD, 즉, 디스플레이 시장을 위한 대면적 기판들 상에서의 스퍼터 증착을 위해 활용될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 대면적 기판들 또는 각각의 캐리어들 - 캐리어들은 복수의 기판들을 가짐 - 은 적어도 0.67 m²의 크기를 가질 수 있다. 전형적으로, 크기는 약 0.67㎡ (0.73x0.92m - 4.5세대) 내지 약 8㎡, 더 전형적으로 약 2㎡ 내지 약 9㎡ 또는 심지어 12㎡ 까지일 수 있다. 전형적으로, 기판들 또는 캐리어들은 본원에서 설명되는 바와 같은 대면적 기판들이고, 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 구조물들, 장치들, 예컨대, 캐소드 조립체들, 및 방법들이 이러한 기판들 또는 캐리어들을 위해 제공된다. 예컨대, 대면적 기판 또는 캐리어는, 약 0.67㎡ 기판들(0.73x0.92m)에 대응하는 4.5 세대, 약 1.4㎡ 기판들(1.1 x 1.3m)에 대응하는 5 세대, 약 4.29㎡ 기판들(1.95m x 2.2m)에 대응하는 7.5 세대, 약 5.7㎡ 기판들(2.2m x 2.5m)에 대응하는 8.5 세대, 또는 심지어, 약 8.7㎡ 기판들(2.85m x 3.05m)에 대응하는 10 세대일 수 있다. 심지어 11 세대 및 12 세대와 같은 더 큰 세대들 및 대응하는 기판 면적들이 유사하게 구현될 수 있다.
[0053] 몇몇 실시예들에서, 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 타겟 어레인지먼트는, PVD 프로세스들, CVD 프로세스들, PECVD 프로세스들과 같은 다양한 프로세스들을 위한 프로세싱 장치에서 사용될 수 있다. 명명된 프로세스들은 또한, 기판이 프로세싱 장치를 통해 이동되는 동안 조합될 수 있다. 특히, 상이한 PECVD 프로세스들은, 예컨대, TFT 또는 가용성 TFT 제조, 더 구체적으로, 초고 배리어들(ultrahigh barriers), 마이크로파 플라즈마 프로세스 등을 위해 활용될 수 있다.
[0054] 도 7은, 프로세싱 장치에서 사용될 타겟 어레인지먼트를 제조하기 위한 방법(700)의 흐름도를 도시한다. 몇몇 실시예들에 따르면, 방법은 도 1 내지 6에 도시된 실시예들과 같은 상기 실시예들에서 설명된 바와 같은 타겟 어레인지먼트를 제조하기 위해 사용될 수 있다. 방법(700)은, 제 1 박스(710)에서, 비-평면형 타겟 재료를 지지하도록 구성된 타겟 지지부를 형성하는 단계를 포함한다. 타겟 지지부를 형성하는 단계는, 진공 측 및 대기 측을 갖도록 타겟 지지부를 형성하는 것을 포함한다. 몇몇 실시예들에 따르면, 타겟 지지부를 형성하는 단계는, 캐스팅, 어닐링, 표면 처리 수행, 등과 같은 프로세싱 방법들을 포함할 수 있다.
[0055] 몇몇 실시예들에서, 타겟 지지부는 Cu, Ti 또는 스테인리스 스틸과 같은 재료로 만들어질 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 타겟 지지부를 형성하는 단계는, 도 1 내지 6에 도시된 실시예들에 관하여 상기 설명된 바와 같은, 플레이트-형 기저부 및 중공 섹션을 갖는 타겟 지지부를 형성하는 것을 포함할 수 있다. 부가적인 또는 대안적인 실시예들에 따르면, 타겟 지지부는, 예컨대, 도 1a에 예시적으로 도시된 타겟 지지부를 형성하기 위해 플레이트-형 기저부, 측 지지부, 및 전방 지지부를 제공하는 것에 의해, 형성될 수 있다. 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 방법은, 본원에서 언급된 타겟 어레인지먼트의 임의의 실시예를 형성하기 위한 방법들을 포함할 수 있다. 예컨대, 타겟 어레인지먼트를 형성하는 단계는, 타겟 지지부를 형성하기 위해 둘 또는 그 초과의 파트들을 조립하는 것, 예컨대, 플레이트-형 기저부 및 측 지지부를 조립하는 것을 포함할 수 있다.
[0056] 박스(720)에서, 방법(700)은 타겟 재료를 타겟 지지부 상에 제공하는 단계를 더 포함한다. 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 타겟 재료는 굽은 표면을 포함한다. 예컨대, 타겟 재료의 표면은 원, 타원, 또는 포물선의 호의 형상을 가질 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 타겟 재료는, 도 1 내지 6에 도시된 실시예들에 관하여 상기 상세하게 설명된 바와 같은 형상을 가질 수 있다. 몇몇 실시예들에 따르면, 타겟 재료는 타겟 지지부가 형성될 때, 예컨대, 타겟 지지부가 타겟 재료(예컨대, 알루미늄)로 만들어질 때 동시에 제공될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 타겟 지지부 및 타겟 재료는 일체형으로 제공될 수 있다.
[0057] 몇몇 실시예들에서, 타겟 재료를 제공하는 단계는, 세라믹, 금속, ITO, IZO, IGZO, AZO, SnO, AlSnO, InGaSnO, 티타늄, 알루미늄, 구리, 몰리브덴, 및 이들의 조합들과 같은 재료들을 제공하는 것을 포함할 수 있다.
[0058] 몇몇 실시예들에 따르면, 타겟 재료를 제공하는 단계는 타겟 재료를 타겟 지지부에 바인딩(binding)하는 것을 포함한다. 일 예에서, 타겟 재료를 타겟 지지부에 바인딩하는 것은, 타겟 어레인지먼트가 사용될 프로세스 동안 신뢰성있는 본딩에 적합한 접착제를 타겟 지지부와 타겟 재료 사이에 제공하는 것을 포함할 수 있다. 예컨대, 타겟 지지부와 타겟 재료 사이의 본드(bond)는 의도된 프로세스 온도, 온도 변화들, 압력 변화들, 저압, 진공, 프로세스 챔버에 존재하는 플라즈마 등을 견디기에 충분히 강해야 한다. 몇몇 실시예들에 따르면, 본딩은, 접착 또는 글루잉(gluing)에 의한 고정, 용접에 의한 고정, 열 프로세스들에 의한 고정, 스크류 체결(screwing)에 의한 고정 등을 포함할 수 있다. 다른 실시예들에서, 본딩은, 타겟 재료를 타겟 지지부 상에 스프레잉하는 것, 또는 타겟 지지부의 외측 표면 상으로의 파우더의 캐스팅 또는 프레싱을 포함할 수 있다.
[0059] 몇몇 실시예들에 따르면, 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 타겟 어레인지먼트는 여러 가지 원하는 특성들을 가질 수 있다. 예컨대, 회전 가능한 타겟과 비교하여, 타겟 어레인지먼트를 위한 구동부가 사용되지 않는다. 타겟 어레인지먼트를 위한 구동부를 사용하지 않는 것은, 설계의 복잡성 및 설계의 요구(demand)를 감소시키고, 이는 - 결과적으로 - 시간 및 비용들을 절약한다. 예컨대, 타겟 어레인지먼트 설계의 감소된 복잡성은 결과적으로 유지관리 비용들이 거의 들지 않는다. 또한, 유지보수 노력을 감소시키는 것에 의해 프로세스 챔버의 가동 시간(uptime)이 증가될 수 있다.
[0060] 또한, 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 타겟 어레인지먼트는, 회전 가능한 타겟과 비교하여, 감소된 입자 생성을 갖는다. 타겟 어레인지먼트 및 타겟 지지부는 스퍼터 프로세스 동안 정적으로 유지되면서, 동시에 높은 프로세스 효율을 갖는다. 회전 가능한 타겟은 타겟 및 지지부의 회전 운동에 기인한 원치 않는 입자들을 생성한다. 예컨대, 타겟 지지부로부터의 입자들은 증착 품질에 부정적인 영향을 줄 수 있다. 몇몇 실시예들에 따르면, 타겟 어레인지먼트, 특히, 대기 측 및 진공 측을 갖는 타겟 지지부 상의 비-평면형 타겟은, 자석 조립체와 타겟 표면 사이의 거리를 일정하게 유지하기 위한 리프팅 디바이스를 포함하는 것을 허용한다. 회전 가능한 타겟과 비교하여, 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 타겟 어레인지먼트는 부가적인 기능들을 제공한다.
[0061] 몇몇 실시예들에 따르면, 타겟 재료가 타겟 지지부에 제공되는 타겟 어레인지먼트를 위한 제조 프로세스는, 회전 가능한 타겟의 제조 프로세스보다 더 간단하다. 예컨대, 타겟 재료를, 일 예에서 반원통형 튜브의 형상을 가질 수 있는 타겟 지지부에 본딩하는 것이 더 쉽고, 라운드형(round) 타겟에 적용될 수 있는 힘들과 비교하여, 반원통형 튜브 상에 더 큰 힘들을 사용하는 것을 허용한다. 낮은 제조 비용들이 초래될 수 있다.
[0062] 몇몇 실시예들에서, 프로세스 챔버 설계들은, 이전에는 평면형 타겟들을 위해 사용되었던, 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 타겟 어레인지먼트를 위해 사용될 수 있다. 예컨대, 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 타겟 어레인지먼트는 기존의 프로세스 챔버들에 배치될 수 있다. 다른 실시예들에 따르면, 프로세스 챔버들은, 본원에서 설명되는 바와 같은 타겟 어레인지먼트를 수용할 수 있도록 이루어질 수 있다.
[0063] 상기 언급된 바와 같이, 타겟 어레인지먼트의 설계는 자석 시스템을 타겟 지지부 및 비-평면형 타겟에 배열하는 것을 허용한다. 굽은 표면을 갖는 비-평면형 타겟은 타겟 어레인지먼트를 위해 하나 초과의 자석 엘리먼트를 사용하는 것을 허용한다. 특히, 사용되는 자석 엘리먼트들의 개수는 비-평면형 타겟의 곡률의 반경에 따라 선택될 수 있다. 자석 엘리먼트들의 개수, 특히, 비-평면형 타겟을 위한 레이스트랙들의 개수를 증가시키면, 스퍼터 레이트가 증가될 수 있고, 이는 결과적으로, 프로세스 속도 및 프로세스 효율을 증가시킨다.
[0064] 전술한 내용은 본 발명의 실시예들에 관한 것이지만, 본 발명의 다른 그리고 추가적인 실시예들은 본 발명의 기본적인 범위로부터 벗어나지 않고 안출될 수 있으며, 본 발명의 범위는 이하의 청구항들에 의해서 결정된다.

Claims (15)

  1. 프로세싱 장치(105; 107)를 위한 타겟 어레인지먼트(target arrangement)(100; 101; 102; 103; 104; 106)로서,
    비-평면형(non-planar) 타겟 재료(120)를 지지하도록 구성된 타겟 지지부(110)를 포함하고, 상기 타겟 지지부(110)는 진공 측(vacuum side; 130) 및 대기 측(atmospheric side; 140)을 포함하는,
    프로세싱 장치를 위한 타겟 어레인지먼트.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 타겟 재료(120)로부터의 마그네트론 스퍼터링(magnetron sputtering)을 위해 구성된 자석 조립체(117)를 더 포함하고, 상기 자석 조립체(117; 118; 119)는 적어도 30° 각도의 회전 운동을 위해 구성되는,
    프로세싱 장치를 위한 타겟 어레인지먼트.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 타겟 지지부의 길이를 따라 제 1 방향으로 연장되는 상기 타겟 재료(120)로부터의 마그네트론 스퍼터링을 위해 구성된 자석 조립체(117)를 더 포함하고, 상기 자석 조립체(117; 118, 119)는 적어도 30°의 회전 운동을 위해 구성되며, 상기 회전 운동의 회전축은 본질적으로, 상기 제 1 방향에 대해 평행한,
    프로세싱 장치를 위한 타겟 어레인지먼트.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 자석 조립체는 3개의 자석 엘리먼트들(elements)(117; 118, 119)을 포함하고, 상기 3개의 자석 엘리먼트들은 특히, 상기 자석 엘리먼트들 각각이 상기 비-평면형 타겟 재료까지 동일한 거리를 갖는 것을 허용하는 선을 따라서 배열되는,
    프로세싱 장치를 위한 타겟 어레인지먼트.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 타겟 지지부(110)는, 길이를 따라 연장되고 원(circle), 타원(ellipse), 또는 포물선(parabola)의 호(arc)의 형태를 갖는 표면을 갖는 상기 타겟 재료(120)를 지지하도록 구성되는,
    프로세싱 장치를 위한 타겟 어레인지먼트.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    길이를 따라 연장되고 굽은(bent) 표면, 특히, 원, 타원, 또는 포물선의 호의 형태를 갖는 표면을 갖는 타겟 재료를 더 포함하는,
    프로세싱 장치를 위한 타겟 어레인지먼트.
  7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 호는 원의 호이고, 상기 호의 길이는
    Figure pct00003
    로서 정의되며, 여기서
    Figure pct00004
    <360°인,
    프로세싱 장치를 위한 타겟 어레인지먼트.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 타겟 지지부(110)는 플레이트-형(plate-like) 기저부(basis)(111) 및 상기 플레이트-형 기저부(111)로부터 연장되는 구조(112; 113)를 포함하는,
    프로세싱 장치를 위한 타겟 어레인지먼트.
  9. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 진공 측(130)에서의 상기 타겟 재료(120) 표면과 자석 시스템(117; 118; 119) 사이의 거리를 일정하게 유지하기 위한 리프팅(lifting) 디바이스를 더 포함하는,
    프로세싱 장치를 위한 타겟 어레인지먼트.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 타겟 지지부 상에 제공되는 타겟 재료를 더 포함하고, 상기 타겟 지지부 및 상기 타겟 재료 중 적어도 하나는 반원통형 튜브(half cylindrical tube)의 형상을 갖는,
    프로세싱 장치를 위한 타겟 어레인지먼트.
  11. 기판을 프로세싱하기 위한 프로세싱 장치(105; 107)로서,
    프로세스 동안 기판을 하우징하도록 이루어진, 외부 및 내부를 갖는 프로세싱 챔버;
    프로세싱될 기판을 위한 기판 지지부(154);를 포함하고 그리고
    상기 프로세싱 챔버는, 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 타겟 어레인지먼트(100; 101; 102; 103; 104; 106)를 수용하도록 이루어진,
    기판을 프로세싱하기 위한 프로세싱 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 프로세싱 장치는, 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 타겟 어레인지먼트(100; 101; 102; 103; 104; 106)를 더 포함하는,
    기판을 프로세싱하기 위한 프로세싱 장치.
  13. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
    상기 프로세싱 장치(105; 107)는 상기 타겟 어레인지먼트(100; 101; 102; 103; 104; 106)를 상기 프로세싱 챔버의 외부로부터 상기 프로세싱 챔버에 연결하도록 이루어진,
    기판을 프로세싱하기 위한 프로세싱 장치.
  14. 프로세싱 장치(105; 107)에서 사용될 타겟 어레인지먼트를 제조하기 위한 방법으로서,
    비-평면형 타겟 재료(120)를 지지하도록 구성된 타겟 지지부(110) - 상기 타겟 지지부(110)는 진공 측(130) 및 대기 측(140)을 포함함 - 를 형성하는 단계;
    상기 타겟 지지부(110) 상에 타겟 재료(120)를 제공하는 단계를 포함하고, 상기 타겟 재료(120)는 적어도, 상기 타겟 지지부(110) 상에 제공된 후에, 굽은 표면, 특히, 원, 타원, 또는 포물선의 호의 형태를 갖는 표면을 갖는,
    프로세싱 장치에서 사용될 타겟 어레인지먼트를 제조하기 위한 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 타겟 재료를 제공하는 단계는, 상기 타겟 재료(120)를 상기 타겟 지지부(110)에 바인딩(binding)하는 것을 포함하는,
    프로세싱 장치에서 사용될 타겟 어레인지먼트를 제조하기 위한 방법.
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