KR20170104160A - 캐소드 유닛 - Google Patents

Abstract

이 캐소드 유닛(220)은, 성막 장치(200)에 이용되며, 제1 주면(204a), 제2 주면(204b), 제1 측면(211) 및 제2 측면(212)을 가진 백킹 플레이트(204)와, 제1 모재(205)와, 제2 모재(206)와, 회전축(207)을 가지며, 복수의 회전축(207)은 서로 평행하게 나열되도록 동일면내에 배치되어 있으며, 성막 공간(50) 내에 마련된 복수의 타겟(C1,C2,C3)과, 상기 회전축(207)을 회전시키며, 상기 타겟(C1,C2,C3)에 스퍼터링에 이용되는 전압을 인가하는 복수의 제어부(E1,E2,E3)와, 상기 성막 공간(50)에 가까운 상기 백킹 플레이트(204)의 면에 특정 분포 자장이 생성되도록 상기 성막 공간(50)으로부터 떨어진 상기 백킹 플레이트(204)의 면에 가까운 위치에 마련된 복수의 자장 생성부(H1,H2,H3)를 포함한다.

Description

캐소드 유닛{CATHODE UNIT}

본 발명은, 스퍼터링법에 의한 성막 장치내에 이용되는 캐소드 유닛에 관한 것이다.

본원은, 2011년 4월 26일에 출원된 일본특허출원 2011-098427호에 기초하여 우선권을 주장하고 그 내용을 여기에 원용한다.

반도체 디바이스 분야 또는 플랫 패널 디스플레이(FPD) 분야에서 각종 박막을 형성하는 장치로서 스퍼터링 장치가 이용되고 있다.

일반적인 스퍼터링 장치에서는, 챔버내에 스퍼터링용 캐소드가 마련되고, 감압된 챔버내에서, 캐소드에 장착된 타겟과 소정의 간격을 두고 대향하도록 피처리체가 배치된다.

다음으로, 챔버내에 Ar가스(불활성 가스)를 도입하여 피처리체를 그라운드에 접속한 상태에서 타겟에 음의 전압을 인가함으로써 방전시키고, 방전에 의해 Ar가스로부터 전리된 Ar이온을 타겟에 충돌시킨다.

그리고 타겟으로부터 튀어나오는 입자를 피처리체에 부착시킴으로써 성막 처리가 이루어진다.

도 10a는, 스퍼터링법을 이용한 종래의 성막 장치(700)의 일례를 도시한다(특허문헌 1).

성막 장치(700)는 복수의 캐소드(720)를 구비하고 있다. 도 10b는, 도 10a에 도시한 복수의 캐소드(720) 중 하나를 도시한 확대 단면도(특허문헌 2).

도 10b에 도시한 바와 같이, 캐소드(720)는 스퍼터링용 타겟과 캐소드 본체(710)와, 캐소드 장착 플랜지(701a)와, 절연판(712)과, 전력 공급부(E1)(E2,E3)와, 접지부(G)로 구성된다.

타겟은, 백킹 플레이트(704)와, 백킹 플레이트의 주면(主面; 704a)에 배치된 모재(705)로 구성되어, 챔버(701)의 내부에 마련되고, 캐소드 본체(710)에 복수개의 볼트 부재를 이용하여 장착된다.

백킹 플레이트(704)의 내부에는, 모재(705)의 표면상에 누설 자속을 생성하는 자장 생성부(H1)(H2,H3)가 마련되어 있다.

또 백킹 플레이트(704)의 내부에는, 타겟의 온도를 제어하기 위해 냉각수가 도입되는 유로(708a) 및 냉각수가 도출되는 유로(708b)로 구성된 순환 유로가 마련되어 있다.

캐소드 본체(710)는 챔버(701)의 내부에 마련되고 캐소드 장착 플랜지(711)에, 절연판(712)을 개재시켜 복수개의 볼트 부재를 이용하여 장착되어 있다. 캐소드 장착 플랜지(711)는 접지되어 있다.

백킹 플레이트(704) 및 캐소드 본체(710)는, 모재(705)를 챔버내의 공간(성막 공간)에 노출시키는 개구가 형성된 그라운드 쉴드(701a)로 덮여 있다.

그라운드 쉴드(701a)는 모재(705) 이외의 부분에서의 방전을 억제하기 위해 마련되어 있다. 그라운드 쉴드(701a)는, 통상 접지된 상태에서 챔버(벽부)(701)에 복수개의 볼트 부재를 이용하여 장착되어 있다.

종래의 성막 장치(700)의 구성에 의하면, 하나의 성막 공간에서 하나의 백킹 플레이트의 일면에 마련된 모재를 이용하여, 모재에 대향하도록 정지(靜止)된 피처리체(702)상에 스퍼터막(스퍼터법에 의해 형성되는 막)을 균일하게 형성할 수 있다. 특히 피처리체(702)가 다수 모재의 총면적에 상당하는 넓이를 갖는 경우에도 스퍼터막을 피처리체(702)상에 균일하게 형성할 수 있다.

그러나 스퍼터링법에 의한 종래의 성막 장치(700)에서는, 각 캐소드(720)에 구비되는 스퍼터링용 타겟의 모재는 1종류 뿐이다. 즉, 종래의 성막 장치(700)는 1종류의 모재를 이용한 성막 처리만을 하는 구성을 가지고 있다.

따라서 복수 종류의 성막 처리를 연속하여 행할 경우에는 성막의 종류별로 대응한 별도의 챔버를 이용할 필요가 있으며 챔버가 마련되는 복수의 공간을 마련해야만 한다.

또 처리가 끝날 때마다 피처리체를, 다음 처리를 행하는 챔버로 반송할 필요가 있다. 따라서 피처리체의 반송 작업에 필요한 시간, 및 피처리체를 챔버내에 반입하거나 반출하거나 하는 공정에 수반하여 챔버내의 기체를 배기하는 작업(공정)에 필요한 시간이 발생하여, 하나의 처리가 끝난 후 다음 처리가 시작될 때까지의 시간이 길어진다. 그 결과로서 성막 처리하기 위해 필요한 시간이 짧아진다.

특허문헌 1: 국제공개특허 WO2009/025258호 공보 특허문헌 2: 일본공개특허 2003-328119호 공보

본 발명은, 이러한 사정을 고려해서 이루어진 것으로서, 하나의 성막 공간에서, 하나의 백킹 플레이트의 일면에 마련된 모재에 의해 형성되는 제1 스퍼터막과, 하나의 백킹 플레이트의 타면에 마련된 모재에 의해 형성되는 제2 스퍼터막을, 다수의 모재의 면적에 상당하는 넓이를 가짐과 동시에 모재에 대향하도록 정지된 피처리체상에 균일하게 형성할 수 있는 캐소드 유닛을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일형태의 캐소드 유닛은 성막 장치에 이용되며, 이 캐소드 유닛은 제1 주면(主面), 상기 제1 주면과는 반대측에 위치하는 제2 주면, 제1 측면(한쪽 측면), 및 상기 제1 측면과는 반대측에 위치하는 제2 측면(다른쪽 측면)을 가진 백킹 플레이트와, 상기 제1 주면에 배치된 제1 모재와, 상기 제2 주면에 배치된 제2 모재와, 상기 제1 측면으로부터 상기 제2 측면을 향해 상기 백킹 플레이트를 관통하는 회전축을 가지며, 복수의 회전축은 서로 평행하게 나열되도록 동일면 내에 배치되어 있으며, 성막 공간내에 마련된 복수의 타겟과, 상기 회전축을 회전시키고, 상기 회전축을 통해 상기 타겟에 스퍼터링에 이용되는 전압을 인가하며, 복수의 타겟 각각에 대응하도록 마련된 복수의 제어부와, 상기 성막 공간에 가까운 상기 백킹 플레이트의 면에 특정 분포 자장이 생성되도록 상기 성막 공간으로부터 떨어진 상기 백킹 플레이트의 면에 가까운 위치(백킹 플레이트의 비스퍼터링 처리면측)에 마련된 복수의 자장 생성부를 포함한다.

본 발명의 일형태의 캐소드 유닛에서는, 상기 제1 측면 및 상기 제2 측면은 상기 백킹 플레이트의 길이 방향에 수직이며, 상기 제1 측면 및 상기 제2 측면의 형상은 직사각형인 것이 바람직하다.

본 발명의 일형태의 캐소드 유닛에서는, 각각의 상기 백킹 플레이트는 상기 백킹 플레이트의 길이 방향에 평행한 측부를 가지며, 상기 측부에는 절연 부재를 개재시켜 방착판(防着板)이 배치되어 있는 것이 바람직하다. 또 서로 인접한 상기 방착판에는 볼록부가 마련되어 있는 것이 바람직하다.

본 발명의 일형태의 캐소드 유닛에서는, 상기 제1 측면 및 상기 제2 측면은 상기 백킹 플레이트의 길이 방향에 수직이며, 상기 제1 측면 및 상기 제2 측면의 형상은 사다리꼴인 것이 바람직하다.

본 발명의 일형태의 캐소드 유닛에서는, 상기 제1 측면 및 상기 제2 측면은 상기 백킹 플레이트의 길이 방향에 수직이며, 상기 제1 측면 및 상기 제2 측면의 형상은 평행사변형인 것이 바람직하다.

본 발명의 일형태의 캐소드 유닛에서는, 각각의 상기 백킹 플레이트는 상기 백킹 플레이트의 길이 방향에 평행한 측부를 가지며, 상기 측부는 계단형으로 형성되어 있는 것이 바람직하다.

본 발명의 일형태의 캐소드 유닛에서는, 각각의 상기 백킹 플레이트는 상기 백킹 플레이트의 길이 방향에 평행한 측부를 가지며, 상기 측부는 파형으로 형성되어 있는 것이 바람직하다.

본 발명의 일형태의 캐소드 유닛에서는, 각각의 상기 백킹 플레이트는 상기 백킹 플레이트의 길이 방향에 평행한 측부를 가지며, 서로 인접한 상기 측부 중 한쪽 측부는 볼록부를 가지고 다른쪽 측부는 오목부를 갖는 것이 바람직하다. 즉, 한쪽 측부는 볼록형으로 형성되고 다른쪽 측부는 오목형으로 형성되어 있는 것이 바람직하다.

본 발명에 관한 캐소드 유닛은 복수의 캐소드로 구성되며 복수의 캐소드에서의 성막 공간에 노출되어 있는 모재의 합계 면적(합계의 스퍼터링 처리면의 면적)을 피처리체의 피처리 면적과 같은 정도로 할 수 있다.

그리고 각각의 캐소드에서는, 캐소드의 2개의 주면 각각에 모재가 개별적으로 배치된 스퍼터링용 타겟을 구비하고 있다.

또 각각의 타겟은, 그 측면을 관통시킨 회전축(제1 측면으로부터 제2 측면을 향해 백킹 플레이트를 관통하도록 마련된 회전축)에 의해 회전시킬 수 있는 구성을 구비하고 있다.

이러한 구성에서, 타겟을 회전시킴으로써 동일 챔버내에서 피처리체와 대향하는 주면과 피처리체와 대향하지 않는 주면을 변경할 수 있다.

즉, 각각의 타겟이 가진 2개의 주면 모두를 스퍼터링 처리면으로서 이용할 수 있어 2개의 주면에 배치된 모재 모두를 스퍼터링 처리에 적용할 수 있다.

따라서 하나의 성막 공간에서, 하나의 백킹 플레이트의 일면(제1 주면)에 마련된 모재에 의해 형성되는 제1 스퍼터막과, 하나의 백킹 플레이트의 타면(제2 주면)에 마련된 모재에 의해 형성되는 제2 스퍼터막을 피처리체상에 균일하게 형성할 수 있다. 특히 다수의 모재의 총면적에 상당하는 넓이를 가짐과 동시에 모재에 대향하도록 정지하여 배치된 피처리체상에 이러한 제1 스퍼터막 및 제2 스퍼터막을 균일하게 형성할 수 있다.

또 2종류의 성막 공정을 하나의 성막 공간에서 행함으로써 1종류의 성막 공정별로 각각 다른 성막 공간을 이용하는 종래 기술에 비해 성막 공정에 필요한 챔버가 마련되는 공간을 줄일 수 있다.

또 제1 성막 처리(1종류째의 성막 처리)를 행한 후에 피처리체를, 제2 성막 처리(2종류째의 성막 처리)를 행하는 성막 공간에 반송할 필요가 없다. 따라서 종래 기술과 같이 피처리체의 반송 작업에 필요한 시간이 발생하지 않아 피처리체를 챔버내에 반입하거나 반출하거나 하는 공정에 수반하여 챔버내의 기체를 배기하는 작업(공정)에 필요한 시간이 발생하지 않는다.

따라서 제1 성막 처리의 성막 처리가 끝난 후 제2 성막 처리가 시작될 때까지의 시간을 단축할 수 있어, 성막 처리하기 위해 필요한 시간을 종래 기술을 이용하는 경우에 비해 길게 마련할 수 있다.

도 1a는, 본 발명의 실시형태의 캐소드 유닛을 구비한 성막 장치의 단면도이다.
도 1b는, 제어부에 접속된 본 발명의 실시형태의 캐소드 유닛의 사시도이다.
도 2는, 본 발명의 실시형태의 캐소드 유닛을 도시한 도면으로서, 회전축에 수직인 면에 대응하는 단면도이다.
도 3a는, 본 발명의 실시형태에 관한 복수의 타겟의 단면도이다.
도 3b는, 본 발명의 실시형태에 관한 복수의 타겟의 단면도이다.
도 4a는, 본 발명의 실시형태에 관한 복수의 타겟의 회전 동작의 설명도이다.
도 4b는, 본 발명의 실시형태에 관한 복수의 타겟의 회전 동작의 설명도이다.
도 4c는, 본 발명의 실시형태에 관한 복수의 타겟의 회전 동작의 설명도이다.
도 5a는, 본 발명의 실시형태에 이용하는 타겟의 제조방법을 도시하는 공정도이다.
도 5b는, 본 발명의 실시형태에 이용하는 타겟의 제조방법을 도시하는 공정도이다.
도 5c는, 본 발명의 실시형태에 이용하는 타겟의 제조방법을 도시하는 공정도이다.
도 5d는, 본 발명의 실시형태에 이용하는 타겟의 제조방법을 도시하는 공정도이다.
도 5e는, 본 발명의 실시형태에 이용하는 타겟의 제조방법을 도시하는 공정도이다.
도 5f는, 본 발명의 실시형태에 이용하는 타겟의 제조방법을 도시하는 공정도이다.
도 6은, 변형예 1에 관한 타겟을 도시한 도면으로서, 회전축에 수직인 면에 대응하는 단면도이다.
도 7a는, 본 발명의 실시형태에 관한 복수의 타겟의 단면도이다.
도 7b는, 변형예 2에 관한 복수의 타겟의 단면도이다.
도 7c는, 변형예 3에 관한 복수의 타겟의 단면도이다.
도 8a는, 본 발명의 실시형태에 관한 복수의 타겟의 단면도이다.
도 8b는, 변형예 4에 관한 타겟의 단면도로서, 인접한 2개의 타겟간의 영역을 도시한 확대 단면도이다.
도 8c는, 변형예 5에 관한 타겟의 단면도로서, 인접한 2개의 타겟간의 영역을 도시한 확대 단면도이다.
도 8d는, 변형예 6에 관한 타겟의 단면도로서, 인접한 2개의 타겟간의 영역을 도시한 확대 단면도이다.
도 9a는, 변형예 2에 관한 복수의 타겟의 단면도이다.
도 9b는, 변형예 7에 관한 타겟의 단면도로서, 인접한 2개의 타겟간의 영역을 도시한 확대 단면도이다.
도 9c는, 변형예 8에 관한 타겟의 단면도로서, 인접한 2개의 타겟간의 영역을 도시한 확대 단면도이다.
도 9d는, 변형예 9에 관한 타겟의 단면도로서, 인접한 2개의 타겟간의 영역을 도시한 확대 단면도이다.
도 10a는, 종래 기술에 관한 캐소드 유닛을 구비한 성막 장치의 단면도이다.
도 10b는, 종래 기술에 관한 캐소드 유닛을 도시한 도면으로서, 길이 방향에 수직인 면에 대응하는 단면도이다.

이하, 바람직한 실시형태에 기초하여 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명하기로 한다. 아울러 각 도면에서는, 각 구성 요소를 도면상에서 인식할 수 있는 정도의 크기로 하기 위해 각 구성 요소의 치수 및 비율을 실제의 것과는 적절히 다르게 하였다.

<캐소드 유닛을 구비한 성막 장치의 실시형태>

도 1a는, 본 발명의 실시형태에 관한 캐소드 유닛(220)을 구비한 성막 장치(200)의 구성에 대해 설명하는 도면이다.

성막 장치(200)는, 스퍼터링용 챔버(201) 및 복수의 캐소드(220)로 형성된 캐소드 유닛(230)으로 구성되어 있다.

챔버(201)의 벽부에는 챔버(201)내를 배기하는 배기 장치(배기부)(P)가 부설되어 있다.

각각의 캐소드(220)는, 스퍼터링용 타겟(C1),(C2),(C3)과, 타겟(C1),(C2),(C3)과 각각 접속된 제어부(E1),(E2),(E3)와, 자장 생성부(H1),(H2),(H3)를 가진다.

아울러 도 1a에서는, 타겟을 3개 구비한 구성을 일례로서 도시하였으나, 타겟의 수는 본 실시형태로 한정되지 않는다.

도 1b는, 도 1a의 각 캐소드(220)를 구성하는 타겟(C1),(C2),(C3)의 각각을 각각 확대하여 도시한 사시도이다.

타겟(C1),(C2),(C3)을 구성하는 백킹 플레이트(204)의 각각은 그 길이 방향(L)에 수직인 회전축(207)을 가지며, 회전축(207)은, 제1 측면(211)으로부터 제2 측면(212)을 향해 백킹 플레이트(204)를 관통한다.

회전축(207)의 각각은 제어부(E1),(E2),(E3)와 전기적으로 접속되어, 제어부(E1),(E2),(E3)를 이용하여 회전시킬 수 있다.

그리고 각각의 회전축(207)의 회전에 연동하여 백킹 플레이트(204)가 회전한다.

안정적인 회전을 실현하기 위해 회전축(207)은 백킹 플레이트(204)의 중심을 관통하고 있는 것이 바람직하다.

제어부(E1),(E2),(E3)의 각각은 회전 구동부와 전력 공급부와 냉각수 순환부를 가진다. 회전 구동부는, 타겟(C1),(C2),(C3)에 구비된 회전축(207)을 회전시킨다. 전력 공급부는, 스퍼터링에 이용되는 전압(전력)을 타겟(C1),(C2),(C3)에 인가한다. 냉각수 순환부는, 타겟(C1),(C2),(C3)의 온도를 제어하기 위해 이용되는 냉각수를 타겟(C1),(C2),(C3)에 공급하거나 타겟(C1),(C2),(C3)으로부터 냉각수를 배출한다.

타겟(C1),(C2),(C3)의 각각은 챔버(201)내에서 피처리 기판(피처리체)(202)을 지지하는 받침대(지지대)(203)와 대향하는 위치에 배치된다. 지지대(203)는 접지부(G)를 통해 접지되어 있다.

타겟(C1),(C2),(C3)의 각각은 평탄한 형상을 가진 백킹 플레이트(204)와, 백킹 플레이트(204)의 제1 주면(204a)(한쪽 주면)에 배치된 제1 모재(205)와, 제2 주면(204b)(다른쪽 주면)에 배치된 제2 모재(206)로 구성된다.

각 백킹 플레이트(204)를 구성하는 재료로서는, 높은 도전성, 열전도성, 저가스 방출성을 가진 재료가 바람직하게 이용되며 주로 구리 또는 스텐레스가 이용된다. 또 모든 백킹 플레이트(204)의 제1 주면이 일면을 형성하도록 배치되고, 모든 백킹 플레이트(204)의 제2 주면이 일면을 형성하도록 배치된다. 이로써 성막 공간(50)에 노출되어 있는 복수의 모재의 면이 동일면에 위치한다. 여기서 성막 공간(50)에 노출되어 있는 모재의 면이란, 스퍼터 처리가 이루어질 때에 Ar가스 등의 불활성 가스가 충돌되는 면이다.

제1 모재(205) 및 제2 모재(206)로서는, 금속 또는 절연체 등의, 피처리 기판(202)에 형성되는 막의 재료가 이용된다.

모든 백킹 플레이트(204)의 제1 주면 및 제2 주면에 배치되는 제1 모재(205) 및 제2 모재(206)의 종류(재료의 종류)에 대해, 스퍼터링 처리면인 백킹 플레이트(204)의 주면에 배치되는 모든 모재의 종류는 같다(통일되어 있다). 또 후술하는 바와 같이 회전축(207)의 회전에 의해 스퍼터링 처리에 사용되는 모재가 변경되어도 백킹 플레이트(204)의 주면(스퍼터링 처리면)에 배치되는 모든 모재의 종류는 같다. 아울러 제1 모재(205)와 제2 모재(206)는 같은 재료로 구성되어 있어도 좋고 다른 재료로 구성되어 있어도 좋다.

자장 생성부(H1),(H2),(H3)의 각각은 성막 공간(50)에 가까운 백킹 플레이트(204)의 면에 특정 분포 자장이 생성되도록, 성막 공간(50)(스퍼터링이 이루어지는 영역)으로부터 떨어진 위치로서, 백킹 플레이트(204)의 면에 가까운 위치(비스퍼터링 처리면측)에 배치된다.

이하의 설명에서 백킹 플레이트(204)의 「비스퍼터링 처리면」이란, 제1 주면(204a) 또는 제2 주면(204b)으로서, 스퍼터링에 이용되지 않은 모재(제1 모재(205) 또는 제2 모재(206))가 얹혀져 있는 주면을 의미한다.

또 백킹 플레이트(204)의 「스퍼터링 처리면」이란, 제1 주면(204a) 또는 제2 주면(204b)으로서, 스퍼터링에 이용되는 모재(제1 모재(205) 또는 제2 모재(206))가 얹혀지고 성막 공간(50)에 가까운 위치에 배치되는 주면을 의미한다.

이러한 「비스퍼터링 처리면」 및 「스퍼터링 처리면」은 백킹 플레이트(204)의 회전에 따라 전환되며, 제1 주면(204a)이 비스퍼터링 처리면인 경우에는 제2 주면(204b)이 스퍼터링 처리면이 되고, 제1 주면(204a)이 스퍼터링 처리면인 경우에는 제2 주면(204b)이 비스퍼터링 처리면이 된다.

자장 생성부(H1),(H2),(H3)에 의해 생성되는 자속의 일부 각각은, 백킹 플레이트(204)를 비스퍼터링 처리면으로부터 스퍼터링 처리면을 향해 관통하여 백킹 플레이트(204)의 스퍼터링 처리면에 배치된 모재(도 1에서는 제1 모재(205))의 표면에 누설된다.

자속이 누설된 영역에서는, 플라즈마가 집속됨으로써 집중적으로 모재가 스퍼터링되므로 고속에서의 성막이 가능해진다.

또 자장 생성부(H1),(H2),(H3) 각각은, 제1 모재(205)를 이용하여 스퍼터링 처리를 할 경우에는 제2 모재(206)에 가까운 위치로서 타겟(C)과 이간되도록 배치되어 누설 자속을 제1 모재(205)의 표면에 생성한다.

또 자장 생성부(H1),(H2),(H3)의 각각은, 제2 모재(206)를 이용하여 스퍼터링 처리를 할 경우에는 제1 모재(205)에 가까운 위치로서 타겟(C)과 이간되도록 배치되어 누설 자속을 제2 모재(206)의 표면에 생성한다.

스퍼터링 처리를 할 때에 자장 생성부(H1),(H2),(H3)의 각각은 타겟(C1),(C2),(C3)에 가까운 위치에 배치되어 있는 것이 바람직한데, 타겟(C1),(C2),(C3)을 회전시키기 위해서는, 그 회전을 방해하지 않도록 자장 생성부(H1),(H2),(H3)와 백킹 플레이트(204) 사이에 거리를 둘 필요가 있다.

그래서 본 발명의 실시형태에 관한 자장 생성부(H1),(H2),(H3)의 각각은 퇴피 구동부(H11,H21,H31)를 구비한다. 퇴피 구동부(H11,H21,H31)는 자장 생성부(H1),(H2),(H3)의 위치를 제어하는 장치이며, 통상 타겟(C1),(C2),(C3)에 가까운 위치에 자장 생성부(H1),(H2),(H3)를 배치시킨다. 또 타겟(C1),(C2),(C3)이 회전할 때 퇴피 구동부(H11,H21,H31)는 타겟(C1),(C2),(C3)의 회전 반경보다 외측으로 자장 생성부(H1),(H2),(H3)를 퇴피시킨다. 퇴피 구동부(H11,H21,H31)는 타겟(C1),(C2),(C3)의 회전이 종료된 후에 자장 생성부(H1),(H2),(H3)를 통상의 위치(타겟(C1),(C2),(C3)에 가까운 위치, 타겟(C1),(C2),(C3)의 회전 반경보다 내측)로 되돌린다.

아울러 본 발명의 실시형태에 관한 자장 생성부(H1),(H2),(H3)의 각각은 통상은 타겟(C1),(C2),(C3)의 회전 반경의 외측에 위치해도 좋다. 스퍼터링 처리중에만 퇴피 구동부(H11,H21,H31)가 타겟(C1),(C2),(C3)에 가까운 위치로 자장 생성부(H1),(H2),(H3)를 이동시키고, 또한 스퍼터링 처리가 종료된 후에 퇴피 구동부(H11,H21,H31)가 자장 생성부(H1),(H2),(H3)를 통상의 위치로 되돌려도 좋다.

또 자장 생성부(H1),(H2),(H3)의 각각은 요동 구동부(H12,H22,H32)를 구비하고 있다. 요동 구동부(H12,H22,H32)는 자장 생성부(H1),(H2),(H3)를 백킹 플레이트(204)의 주면(204a,204b)에 대해 평행한 방향으로 요동시킨다. 또 요동 구동부(H12,H22,H32)는 타겟(C1),(C2),(C3)의 길이 방향(L)에 수직인 방향 및 타겟(C1),(C2),(C3)의 길이 방향(L)에 평행한 방향 중 적어도 일방향으로 자장 생성부(H)를 요동시킨다.

이 요동에 의해, 자장 생성부(H1),(H2),(H3)에 의해 생성되는 자속을 각 타겟(C1),(C2),(C3)의 스퍼터링 처리면에 가까운 위치에 배치된 모재의 표면에 균일하게 누설시킬 수 있다.

누설 자속을 균일하게 발생시킴으로써 모재의 표면에서 플라즈마가 집속되는 영역이 동일하게 형성된다.

따라서 스퍼터링 처리에 의해 모재 표면에 생기는 침식이 균일화되어 각 타겟(C1),(C2),(C3)의 이용 효율을 향상시킬 수 있다.

그리고 피처리 기판(202)의 표면에 대해 면내 분포의 균일성을 높인 성막 처리를 행할 수 있다.

도 2는, 도 1b에 도시한 본 발명의 실시형태에 관한 각 캐소드(220)를 구성하는 타겟(C1),(C2),(C3)을 도시한 도면으로서, 그 길이 방향(L)에 수직인 면에 대응하는 단면도이다.

타겟(C1),(C2),(C3)의 각각을 구성하는 백킹 플레이트(204) 내에서, 제2 주면(204b)에 가까운 위치에 형성되고 유로(208a) 및 (208b)로 구성된 순환 유로(제1 순환 유로 및 제2 순환 유로)가 형성되어 있다. 순환 유로에는 냉각수가 유동한다.

냉각수는, 유로(208a) 및 (208b) 중 한쪽으로부터 도입되고 다른쪽으로부터 도출된다. 순환 유로(208a) 및 (208b)에 냉각수를 흐르게 함으로써 스퍼터링 처리중인 제1 모재(205) 및 제2 모재(206)의 온도 상승을 억제할 수 있다.

도 1b 및 도 2에 도시한 바와 같이, 각 회전축(207)의 각각은 제어부(E1),(E2),(E3)와 접속되어 있다.

각 백킹 플레이트(204)에 인가하는 스퍼터링 전압은, 제어부(E1),(E2),(E3)로부터 각 회전축(207)내에 마련된 전력 공급 라인을 통해 백킹 플레이트(204)에 공급된다.

또 순환 유로(208a),(208b)를 흐르는 냉각수는, 제어부(E1),(E2),(E3)로부터 각 회전축(207)내에 마련된 냉각수의 공급 및 배출용 라인을 통해 순환 유로에 공급된다.

또 도 1b, 도 2에 도시한 바와 같이, 백킹 플레이트(204)의 길이 방향(L)에 평행한 측부(213)에 방착판(209)이 마련되어 있다.

방착판(209)은 접지되어 있으며 스퍼터링 처리중에 발생한 입자가 백킹 플레이트(204)의 측면으로 돌아들어가는 것을 방지한다.

또 방착판(209)과 백킹 플레이트(204) 사이에는 절연 부재(209a)가 배치되고, 절연 부재(209a)는, 스퍼터링시에 공급되는 전압에 의해 방착판(109)에 손상이 발생하는 것을 방지한다.

도 3a 및 도 3b는, 도 1a의 캐소드 유닛(230)을 구성하는 복수의 타겟(C)(C1,C2,C3)을 회전축(207)의 일단측에서 본 도면이다.

타겟(C)은, 모든 회전축(207)이 서로 평행해지도록 일렬로 나열되어 있다.

도 3a에 도시한 바와 같이, 회전축(207)의 일단측에서 보아 서로 인접한 타겟의 방착판(209)은 가까워지도록 배치되어 있다. 다시 말하면, 서로 인접한 타겟에서 한쪽 방착판(제1방착판)은 다른 방착판(제2방착판)에 가까워지도록 배치되어 있다. 양 방착판이 서로 대향하는 면은 방착판이 서로 겹치지 않는 형상을 가진다. 구체적으로는, 도 3a의 경우 서로 대향하는 방착판(209)의 면(방착판(209)의 외면)의 대략 중앙 영역에는 볼록부(볼록형 경사부)가 마련되어 볼록형 꼭대기부가 접근되어 있다. 이 구조에 의해, 서로 인접한 타겟 사이의 공간을 통해 성막 공간(50)과는 반대측에 스퍼터링 입자가 돌아들어가는 것을 방지한다.

따라서 각 타겟을 개별 회전 방향 및 회전 속도로 회전(반전)시킬 수 있다.

단, 스퍼터링 처리중에 발생한 입자를 비스퍼터링 처리면측 공간으로 돌아들어가기 어렵게 하기 위해, 타겟과 인접한 방착판(209)은 각각의 타겟의 회전을 방해하지 않도록 접근되어 있는 것이 바람직하다.

도 3b에 도시한 바와 같이, 회전축(207)의 일단측에서 보아 서로 인접한 타겟의 방착판(209)은 가까워지도록 배치되어 있다. 다시 말하면, 서로 인접한 타겟에서, 한쪽 방착판(제1방착판)은 다른쪽 방착판(제2방착판)에 가까워지도록 배치되어 있다. 양 방착판이 서로 대향하는 면은 방착판이 서로 겹치지 않는 형상을 가진다. 구체적으로는, 도 3b의 경우 서로 대향하는 방착판(209)의 면(방착판(209)의 외면)의 중앙을 경계로 하여 한쪽 방착판(209)의 면(반쪽 면)에 평탄부가 형성되고 다른쪽 방착판(209)의 면(반쪽 면)에 볼록형 경사부가 형성되어 있다. 볼록형 경사부는 2개의 경사면을 가지고 있다. 한쪽 경사면은 평탄부로부터 급격한 각도로 상승하는 면으로서, 타겟의 중앙에 위치하는 급경사면이다. 다른쪽 경사면은 볼록형 경사부의 꼭대기부로부터 방착판(209)의 외측을 향해 연장되어 있는 완경사면이다. 또 서로 대향하는 방착판(209)에 있어서는, 서로 인접한 급경사면이 서로 맞물리도록 접근하고 있다. 이 구조에 의해, 서로 인접한 타겟 사이의 공간을 통해 성막 공간(50)과는 반대쪽에 스퍼터링 입자가 돌아들어가는 것을 방지한다.

도 4a∼도 4c는, 도 3b에 도시한 타겟의 회전 동작의 일례를 설명하는 도면이다. 모든 회전축(207)은 서로 평행하게 또한 동일면에 배치되도록 포함되도록 복수의 타겟이 일렬로 나열되어 있다.

처음에 도 4a에 도시한 바와 같이, 제1 모재(205)가 배치된 모든 백킹 플레이트(204)의 주면은 동일면상에 위치하고 또한 스퍼터링 처리면(미도시)에 동일 방향을 향하고 있다.

다음으로 도 4b에 도시한 바와 같이, 회전축(207)을 중심으로 하여 각 타겟을 회전시킨다. 이 때 1쌍의 서로 인접한 타겟은 서로 반대 방향으로 회전시킨다. 또 타겟의 회전 속도가 같아지도록 각 타겟을 회전시킨다.

그리고 도 4c에 도시한 바와 같이, 제1 모재(205)가 배치된 모든 백킹 플레이트(204)의 주면은 동일면상에 위치하고, 또한 스퍼터링 처리면과는 반대의 면에서 동일 방향을 향하고 있다.

본 발명의 실시형태에 관한 캐소드 유닛은 복수의 캐소드로 구성되어 있으며, 복수의 캐소드에서의 스퍼터링 처리면의 합계 면적과 피처리체의 피처리 면적을 같은 정도로 할 수 있다.

그리고 각각의 캐소드에서는, 캐소드의 2개의 주면 각각에, 모재가 개별적으로 배치된 스퍼터링용 타겟을 구비하였다.

또 각각의 타겟은, 그 측면을 관통시킨 회전축(제1 측면(211)으로부터 제2 측면(212)을 향해 백킹 플레이트(204)를 관통하도록 마련된 회전축(207))에 의해 회전 가능하다.

이러한 구성을 이용하여 타겟을 회전시킴으로써 동일 챔버내에서 피처리체와 대향하는 주면과 피처리체와 대향하지 않는 주면을 변경할 수 있다.

즉, 각각의 타겟이 가진 2개의 주면 모두를 스퍼터링 처리면으로서 이용할 수 있어 2개의 주면에 배치된 모재 모두를 스퍼터링 처리에 적용할 수 있다.

따라서 하나의 챔버내에서, 하나의 백킹 플레이트의 일면(제1 주면)에 마련된 모재에 의해 형성되는 제1 스퍼터막과, 하나의 백킹 플레이트의 타면(제2 주면)에 마련된 모재에 의해 형성되는 제2 스퍼터막을 피처리체상에 균일하게 형성할 수 있다. 특히 다수의 모재의 총면적에 상당하는 넓이를 가짐과 동시에 모재에 대향하도록 정지하여 배치된 피처리체상에 이러한 제1 스퍼터막 및 제2 스퍼터막을 균일하게 형성할 수 있다.

또 2종류의 성막 공정을 동일 챔버내에서 행함으로써 1종류의 성막 공정별로 각각 다른 챔버를 이용하는 종래 기술에 비해 성막 공정에 필요한 챔버가 마련되는 공간을 줄일 수 있다.

또 제1 성막 처리(1종류째의 성막 처리)를 행한 후에 피처리체를, 제2 성막 처리(2종류째의 성막 처리)를 행하는 챔버로 반송할 필요가 없다. 따라서 종래 기술과 같이 피처리체의 반송 작업에 필요한 시간 및 피처리체를 챔버내에 반입하거나 반출하거나 하는 공정에 수반하여 챔버내의 기체를 배기하는 작업(공정)에 필요한 시간이 발생하지 않는다.

따라서 제1 성막 처리의 성막 처리가 끝난 후 제2 성막 처리가 시작될 때까지의 시간을 단축할 수 있어, 성막 처리하기 위해 필요한 시간을 종래 기술을 이용하는 경우에 비해 길게 마련할 수 있다.

또 본 발명의 실시형태의 구성에서는, 자장 생성부(H1),(H2),(H3)의 각각이 백킹 플레이트(204)내에 마련되어 있지 않고 백킹 플레이트(204)와 이간된 위치에 배치되어 있다.

따라서 각 캐소드(220)에서 하나의 자장 생성부만을 이용하여 2개의 모재 각각의 표면에 누설 자속을 생성할 수 있다.

또 제2 모재(206) 및 제1 모재(205)가 동일 재료로 구성되는 경우, 종래와 같이 백킹 플레이트의 한 주면에만 배치된 모재를 이용하는 경우에 비해 타겟 1개당 사용 기간을 연장시킬 수 있다.

이로써 모재의 교환 횟수를 줄일 수 있어 모재의 교환에 따라 생기는 챔버(201)내의 배기 작업(챔버(201)의 압력이 대기압으로부터 진공이 되도록 감압되는 공정)의 횟수를 줄일 수 있다.

또 제1 모재(205) 및 제2 모재(206) 각각이 피처리 기판(102)상에 형성되는 적층막의 하층 및 상층을 형성하는 재료로 구성되는 경우, 하나의 타겟만을 이용하여 2개의 성막 처리를 연속하여 행할 수 있다.

그리고 연속되는 2개의 성막 처리를 동일 챔버내에서 행함으로써, 제1 모재(205)에 의한 성막 공정과 제2 모재(206)에 의한 성막 공정 사이에 행하는, 챔버내의 기체를 배기하는 공정 및 피처리 기판의 반송 등의 작업(공정)이 불필요해져 이러한 작업(공정)에 필요한 시간을 단축할 수 있다.

<타겟의 제조방법의 실시형태>

상기 실시형태의 구성을 구비한 타겟의 제조방법에 대해 도 5a∼도 5f에 도시한 공정도를 이용하여 설명하기로 한다.

우선, 도 5a에 도시한 제1 공정에서, 제1 모재(205)를 백킹 플레이트(204)의 제1 주면(204a)에 대향하도록 배치하고, 제2 모재(206)를 백킹 플레이트(204)의 제2 주면(204b)에 대향하도록 배치한다.

다음으로, 도 5b에 도시한 제2 공정에서, 제1 접착 부재(미도시)를 이용하여 제1 모재(205)를 백킹 플레이트(204)의 제1 주면(204a)에 접합한다.

보다 구체적으로는, 접합면을 형성하는 백킹 플레이트(204)의 제1 주면(204a)에 제1 접착 부재를 도포하고 백킹 플레이트(204) 및 제1 접착 부재를 융점 이상의 온도로 가열하여 융해시킨다.

그리고 융해된 제1 접착 부재상에 제1 모재(205)를 배치하고 제1 모재(205)와 백킹 플레이트(204) 사이에 융해된 제1 접착 부재가 끼워진 상태에서 실온까지 냉각한다.

이 공정에서 이용하는 제1 접착 부재로서는 저융점 금속이 바람직하고, 예를 들면 인듐이 이용된다.

제2 공정에서는, 백킹 플레이트(204)와 제1 모재(205)가 고온 상태에서 접합되고 접합된 상태 그대로 실온까지 냉각된다.

그리고 냉각되면서 백킹 플레이트(204)는 압축된다.

이 때, 제1 주면(204a)에만 제1 모재(205)가 접합되어 있기 때문에, 제1 주면(204a)에서의 백킹 플레이트(204)의 압축율과 제2 주면(204)에서의 백킹 플레이트(204)의 압축율은 다르다.

따라서 백킹 플레이트(204)는, 제1 주면(204a) 혹은 제2 주면(204b)에서 볼록형으로 휨이 발생한 형상을 가진다.

도 5b에서는, 백킹 플레이트(204)가 제1 주면(204a)에 볼록형 휨이 발생한 예가 도시되어 있는데, 백킹 플레이트(204)와 제1 모재(205)를 구성하는 재료의 조합에 따라서는 제2 주면(204b)에 볼록형 휨이 발생하는 경우도 있다.

다음으로 도 5c에 도시한 제3 공정에서, 제1 모재(205)와 백킹 플레이트(204)의 접합에 의해 휜 백킹 플레이트(204)를 평탄한 형상이 되도록 정형한다.

백킹 플레이트(204)를 정형하는 방법은 특정한 방법으로 한정되지는 않지만, 본 실시형태에서는, 백킹 플레이트(204)의 제2 주면(204b)에 대해 휨이 발생하는 방향과는 반대의 방향으로 압력을 가하여 기계적으로 교정하는 방법을 이용한다.

다음으로 도 5d에 도시한 제4 공정에서, 제2 접착 부재(미도시)를 이용하여 제2 모재(206)를 백킹 플레이트(204)의 제2 주면(204b)에 접합한다.

보다 구체적으로는, 접합면을 형성하는 백킹 플레이트(204)의 제2 주면(204b)에 제2 접착 부재를 도포하고 백킹 플레이트(204) 및 제2 접착 부재를 융점 이상의 온도로 가열하여 융해시킨다.

그리고 융해된 제2 접착 부재상에 제2 모재(206)를 배치하고 제2 모재(206)와 백킹 플레이트(204) 사이에 융해된 제2 접착 부재가 끼워진 상태에서 실온까지 냉각한다.

이 공정에서 이용하는 제2 접착 부재로서는 저융점 금속이 바람직하며, 예를 들면 인듐이 이용된다.

제4 공정에서는, 백킹 플레이트(204)와 제2 모재(206)는 고온 상태에서 접합되고, 접합된 상태 그대로 실온까지 냉각된다.

그리고 냉각되면서 백킹 플레이트(204)는 압축된다.

이 때 제1 주면(204a)에는 제1 모재(205)가 접합되고 제2 주면(204b)에는 제2 모재(206)가 접합되어 있기 때문에, 제1 주면(204a)에서의 백킹 플레이트(204)의 압축율과 제2 주면(204b)에서의 백킹 플레이트(204)의 압축율은 다르다.

따라서 백킹 플레이트(204)는 제1 주면(204a) 혹은 제2 주면(204b)에서 볼록형에 휨이 발생한 형상을 가진다.

그래서 도 5e에 도시한 제５공정에서, 제2 모재(206)와 백킹 플레이트(204)의 접합에 의해 휜 백킹 플레이트(204)를 평탄한 형상이 되도록 정형한다.

백킹 플레이트(204)를 정형하는 방법은 특정한 방법으로 한정되지 않지만, 본 실시형태에서는, 백킹 플레이트(204)에 대해 휨이 발생하는 방향과는 반대의 방향으로 압력을 가하여 기계적으로 교정하는 방법을 이용한다.

그리고 도 5f에 도시한 제6공정에서, 백킹 플레이트(204)의 길이 방향(L)에 평행한 측면에, 절연성의 접착 부재(절연 부재)(209a)를 이용하여 방착판(209)을 접합함으로써 본 발명의 실시형태의 타겟이 형성되어 있다.

여기에서는 백킹 플레이트(204)에 대해 제1 모재(205), 제2 모재(206)의 순서로 접합하는 예를 도시하였으나, 접합하는 순서를 반대로 해도 좋다.

상기 본 발명의 실시형태의 타겟의 제조방법에 의하면, 볼트 또는 클램프 등의 고정 부재를 이용하여 모재를 백킹 플레이트에 고정하는 경우와 같이 모재에 고정 영역을 마련할 필요가 없다.

따라서 백킹 플레이트(204) 각각의 주면에 배치된 제1 모재(205) 및 제2 모재(206)의 전역을 스퍼터링에 이용할 수 있다.

또 본 발명의 실시형태의 타겟의 제조방법에서는, 백킹 플레이트의 제1 주면(204a) 혹은 제2 주면(204b)에 모재를 접합시킨 후에, 접합에 의해 휜 백킹 플레이트를 평탄한 형상이 되도록 정형한다.

따라서 백킹 플레이트의 2개의 주면 각각에 개별적으로 표면이 평탄한 형상을 가진 모재가 접합된 타겟을 제조할 수 있다.

이로써 모재와 피처리 기판이 평행하게 배치되므로 모재로부터 튀어나오는 스퍼터 입자를 피처리 기판의 처리면내에 균일하게 부착시켜 성막할 수 있다.

아울러 도 5a∼도 5f에서는, 접착 부재를 이용하여 제1 모재(205) 및 제2 모재(206)를 백킹 플레이트(204) 각각의 주면에 접합하는 방법을 예로서 도시하였다. 다른 예로서 클램프 등의 고정용 부재를 이용하여 제1 모재(205) 및 제2 모재(206)를 백킹 플레이트(204) 각각의 주면에 고정하는 방법도 있다.

클램프 등의 고정용 부재를 이용하는 경우에는, 제1 모재(205)와 백킹 플레이트의 열팽창율 차이 혹은 제2 모재(206)와 백킹 플레이트의 열팽창율 차이에 기인한 휨이 발생하지는 않는다.

따라서 상기 제3 공정 및 제５공정에 상당하는 공정은 불필요해져 보다 간략화된 프로세스로 타겟을 제조할 수 있다.

<변형예 1>

도 6은, 타겟의 변형예를 도시한 도면으로서, 복수의 타겟(C) 중 하나를 회전축(607)의 일단측에서 본 도면이다.

상기 실시형태의 백킹 플레이트(204)는 단판으로 형성되어 있는 데 반해, 변형예 1의 백킹 플레이트(614)는, 2장의 판(백킹 플레이트)(604) 및 (611)이 중합된 합판으로 구성되어 있다.

백킹 플레이트(614)의 내부에는, 백킹 플레이트의 최외면인 제1 주면(614a)에 가까운 위치에 형성되며 냉각수가 유동하는 순환 유로(608a) 및 (608b)와, 백킹 플레이트의 최외면인 제2 주면(614b)에 가까운 위치에 형성되며 냉각수가 유동하는 순환 유로(613a) 및 (613b)가 마련되어 있다. 도 6에서, 제1 실시형태와 동일 부재에는 동일 부호를 붙이고 그 설명은 생략 또는 간략화한다.

본 발명의 실시형태의 구성에서는, 냉각수의 순환 유로(608a) 및 (608b)는 백킹 플레이트(604)내에서 제1 주면(604a) 혹은 제2 주면(604b) 중 어느 한쪽에 가까운 위치에 형성되어 있다.

이에 반해 변형예 1의 구성에서는, 냉각수의 순환 유로(608a) 및 (608b)는 백킹 플레이트(614)내에서 제1 주면(614a) 및 제2 주면(614b) 모두에 가까운 위치에 형성된다.

따라서 변형예 1의 구성에 의하면, 제1 모재(605) 및 제2 모재(612) 모두에 대해 높은 냉각 기능을 가진 타겟을 얻을 수 있다.

타겟의 변형예 1에서는, 백킹 플레이트의 최외면인 2개의 주면 각각에 스퍼터링에 이용되는 모재가 배치되어 있다.

따라서 챔버내에서, 제1 주면(614a)에 배치된 제1 모재(605)를 이용하여 스퍼터링 처리를 한 후에 타겟을 반전시켜서, 제2 주면(614b)에 배치된 제2 모재(612)를 이용하여 스퍼터링 처리를 행할 수 있다.

따라서 제2 모재(612)가 제1 모재(605)와 동일 재료로 구성되는 경우, 종래와 같이 백킹 플레이트의 하나의 주면에만 배치된 모재를 이용하는 경우에 비해 타겟 1개당 사용 기간을 연장시킬 수 있다.

이로써 모재의 교환 횟수를 줄일 수 있어 교환에 따라 발생하는, 챔버내의 기체를 배기하는 작업(공정)의 횟수를 줄일 수 있다.

또 제1 모재(605) 및 제2 모재(612) 각각이 피처리 기판상에 형성되는 적층막의 하층 및 상층을 형성하는 재료로 구성되는 경우, 하나의 타겟만을 이용하여 2개의 성막 처리를 연속하여 행할 수 있다.

그리고 연속하는 2개의 성막 처리를 동일 챔버내에서 행함으로써, 제1 모재(605)에 의한 성막 공정과 제2 모재(612)에 의한 성막 공정 사이에 행하는, 챔버내의 기체를 배기하는 공정 및 피처리 기판의 반송 등의 작업(공정)이 불필요해져 이러한 작업(공정)에 필요한 시간을 단축할 수 있다.

<타겟의 제조방법의 변형예>

상기 변형예 1의 구성을 구비한 타겟의 제조방법의 일례에 대해 설명하기로 한다.

우선 제1 공정에서, 제1 접착 부재를 이용하여 제1 모재(605)를 백킹 플레이트(604)의 제1 주면(604a)에 접합한다.

보다 구체적으로는, 접합면을 형성하는 백킹 플레이트(604)의 제1 주면(604a)에 제1 접착 부재를 도포하고 백킹 플레이트(604) 및 제1 접착 부재를 융점 이상의 온도로 가열하여 융해시킨다.

그리고 융해된 제1 접착 부재상에 제1 모재(605)를 배치하고 제1 모재(605)와 백킹 플레이트(604) 사이에 융해된 제1 접착 부재를 끼운 상태에서 실온까지 냉각한다.

이 공정에서 이용하는 제1 접착 부재로서는 저융점 금속이 바람직하고, 예를 들면 인듐이 이용된다.

제1 공정에서는, 백킹 플레이트(604)와 제1 모재(605)는 고온 상태에서 접합되고 접합된 상태 그대로 실온까지 냉각된다.

그리고 냉각되면서 백킹 플레이트(604)는 압축된다.

이 때 제1 주면(604a)에만 제1 모재(605)가 접합되어 있기 때문에 제1 주면(604a)에서의 백킹 플레이트(604)의 압축율과 제2 주면(604b)에서의 백킹 플레이트(604)의 압축율은 다르다.

따라서 백킹 플레이트(604)는 제1 주면(604a) 혹은 제2 주면(604b)에서 볼록형으로 휨이 발생한 형상을 가진다.

다음으로 제2 공정에서, 제1 모재(605)와 백킹 플레이트(604)의 접합에 의해 휜 백킹 플레이트(604)를 평탄한 형상이 되도록 정형한다.

백킹 플레이트(604)를 정형하는 방법은 특정 방법으로 한정되지는 않지만, 본 변형예에서는, 백킹 플레이트(604)에 대해 휨이 발생하는 방향과는 반대의 방향으로 압력을 가하여 기계적으로 교정하는 방법을 이용한다.

다음으로 제3 공정에서, 제2 접착 부재를 이용하여 제2 모재(612)를 백킹 플레이트(611)의 제1 주면(611a)에 접합한다.

보다 구체적으로는, 접합면을 형성하는 백킹 플레이트(611)의 제1 주면(611a)에 제2 접착 부재를 도포하고 백킹 플레이트(611) 및 제2 접착 부재를 융점 이상의 온도로 가열하여 융해시킨다.

그리고 융해된 제2 접착 부재상에 제2 모재(612)를 배치하고 제2 모재(612)와 백킹 플레이트(611) 사이에 융해된 제2 접착 부재가 끼워진 상태에서 실온까지 냉각한다.

이 공정에서 이용하는 제2 접착 부재로서는 저융점 금속이 바람직하고, 예를 들면 인듐이 이용된다.

다음으로 제4 공정에서, 백킹 플레이트(611)와 제2 모재(612)의 접합에 의해 휜 백킹 플레이트(611)를 평탄한 형상이 되도록 정형한다.

백킹 플레이트(611)를 정형하는 방법은 특정 방법으로 한정되지는 않지만, 본 변형예에서는, 백킹 플레이트(611)에 대해 휨이 발생하는 방향과는 반대의 방향으로 압력을 가하여 기계적으로 교정하는 방법을 이용한다.

다음으로 제５공정에서, 백킹 플레이트(604)의 제2 주면(604b)과 백킹 플레이트(611)의 제2 주면(611b)이 서로 대향하도록 백킹 플레이트(604)와 백킹 플레이트(611)를 접착 부재를 이용하여 접합한다.

다음으로 제6공정에서, 백킹 플레이트(614)의 길이 방향에 평행한 측면에, 절연성의 접착 부재(절연 부재)(609a)를 이용하여 방착판(609)을 접합함으로써 타겟의 변형예 1이 형성된다.

아울러 제1 공정∼제2 공정과 제3 공정∼제4 공정은 순서를 바꾸어 행해도 좋고 동시에 행해도 좋다.

또 타겟의 변형예는, 2장의 판(604) 및 (611)을 중합시킴으로써 백킹 플레이트(614)를 미리 형성하고 그 후 본 발명의 실시형태에서의 백킹 플레이트(604)와 마찬가지로 상술한 타겟의 제조방법을 이용함으로써도 형성된다.

상기 타겟의 제조방법의 변형예에 의하면, 볼트 또는 클램프 등의 고정 부재를 이용하여 모재를 백킹 플레이트에 고정하는 경우와 같이 모재에 고정 영역을 마련할 필요가 없다.

따라서 백킹 플레이트(614)의 각각의 주면에 배치된 제1 모재(605) 및 제2 모재(612)의 전역을 스퍼터링에 이용할 수 있다.

또 타겟의 제조방법의 변형예에서는, 백킹 플레이트의 제1 주면(614a) 혹은 제2 주면(614b)에 모재를 접합시킨 후 접합에 의해 휜 백킹 플레이트를 평탄한 형상이 되도록 정형한다.

따라서 백킹 플레이트의 2개의 주면 각각에 개별적으로 표면이 평탄한 형상을 가진 모재가 접합된 타겟을 제조할 수 있다.

이로써 모재와 피처리 기판이 평행하게 배치되므로 모재로부터 튀어나오는 스퍼터 입자를 피처리 기판의 처리면내에 균일하게 부착시켜 성막할 수 있다.

<변형예 2,3>

도 7a는, 제1 실시형태에 관한 복수의 타겟(C)을 회전축(207)의 일단측에서 본 도면이다.

도 7b는, 변형예 2에 관한 복수의 타겟(C)을 회전축(207)의 일단측에서 본 도면이다.

도 7c는, 변형예 3에 관한 복수의 타겟(C)을 회전축(207)의 일단측에서 본 도면이다.

제1 실시형태에서는, 각각의 타겟을 구성하는 백킹 플레이트의 회전축(207)에 수직인 단면은 직사각형이다.

이에 반해 변형예 2에서는, 각각의 타겟을 구성하는 백킹 플레이트의 회전축(207)에 수직인 단면(제1 측면(211) 및 상기 제2 측면(212)에 대응하는 단면)은 사다리꼴이다. 또 변형예 3에서는, 각각의 타겟을 구성하는 백킹 플레이트의 회전축(207)에 수직인 단면은 평행사변형이다.

변형예 2 또는 변형예 3에 관한 복수의 타겟(C)에서는, 각각의 백킹 플레이트(304),(404)는 그 길이 방향에 평행한 측면(측부)을 가진다. 복수의 백킹 플레이트(304) 및 복수의 백킹 플레이트(404)에서는, 서로 인접한 백킹 플레이트의 한쪽 측면과 다른쪽 측면이 겹치도록 백킹 플레이트의 측면이 서로 덮여 있다.

즉, 변형예 2 또는 변형예 3에서는, 서로 인접한 각각의 백킹 플레이트는 백킹 플레이트의 방착판으로서 기능한다.

따라서 백킹 플레이트의 길이 방향에 평행한 측면에 제1 실시형태에서 이용되는 방착판을 장착하는 작업이 발생하지 않기 때문에 개개의 타겟을 제조하는 방법(공정)을 간략화할 수 있다.

<변형예 4, 5, 6>

도 8a는, 복수의 타겟(C)을 회전축(207)의 일단측에서 본 도면이다.

도 8b∼도 8d는, 도 8a에서의 서로 인접한 2개의 타겟 사이의 영역(F1)을 도시한 확대 단면도이다. 도 8b에 도시한 변형예 4는, 제1 실시형태의 구조의 변형예에 상당한다. 도 8c에 도시한 변형예 5는, 제1 실시형태의 구조의 변형예에 상당한다. 도 8d에 도시한 변형예 6은, 제1 실시형태의 구조의 변형예에 상당한다.

제1 실시형태에서는, 각각의 상기 백킹 플레이트의 길이 방향에 평행한 측부(측면)가 평면형으로 형성되어 있다.

이에 반해 도 8b에 도시한 변형예 4에서는, 각각의 백킹 플레이트의 길이 방향에 평행한 측부가 계단형으로 형성되어 있다.

또 도 8c에 도시한 변형예 5에서는, 각각의 백킹 플레이트의 길이 방향에 평행한 측부가 파형으로 형성되어 있다.

또 도 8d에 도시한 변형예 6에서는, 서로 인접한 백킹 플레이트의 길이 방향에 평행하게 연장되어 있는 측부 중 한쪽 측부에 볼록부가 형성되고(한쪽 측부가 볼록형으로 형성되고), 다른쪽 측부에 오목부가 형성되어 있다(다른쪽 측부가 오목형으로 형성되어 있다).

변형예 4, 5, 6에 관한 복수의 타겟(C)에서는, 각각의 백킹 플레이트(214),(224),(234)는 그 길이 방향에 평행하게 연장되어 있는 측면(측부)을 가진다. 복수의 백킹 플레이트(214), 복수의 백킹 플레이트(224) 및 복수의 백킹 플레이트(234)에서는, 서로 인접한 백킹 플레이트의 한쪽 측면과 다른쪽 측면이 겹치도록 백킹 플레이트의 측면이 서로 덮여 있다.

즉, 변형예 4, 5, 6에서는, 서로 인접한 각각의 백킹 플레이트는 백킹 플레이트의 방착판으로서 기능한다.

따라서 백킹 플레이트의 길이 방향에 평행한 측면에 제1 실시형태에서 이용되는 방착판을 장착하는 작업이 발생하지 않기 때문에 개개의 타겟을 제조하는 방법(공정)을 간략화할 수 있다.

도 9a는, 복수의 타겟(C)을 회전축(307)의 일단측에서 본 도면이다

도 9b∼도 9d는, 도 9a에서의 서로 인접한 2개의 타겟 사이의 영역(F2)을 도시한 확대 단면도이다. 도 9b에 도시한 변형예 7은, 상술한 변형예 2를 또 변형시킨 예를 나타낸다. 도 9c에 도시한 변형예 8은, 상술한 변형예 2를 또 변형시킨 예를 나타낸다. 도 9d에 도시한 변형예 9는, 상술한 변형예 2를 또 변형시킨 예를 나타낸다.

변형예 2에서는, 각각의 백킹 플레이트의 길이 방향에 평행한 측부(측면)가 평면형으로 형성되어 있다.

이에 반해 도 9b에 도시한 변형예 7에서는, 각각의 백킹 플레이트의 길이 방향에 평행한 측부가 계단형으로 형성되어 있다.

또 도 9c에 도시한 변형예 8에서는, 각각의 백킹 플레이트의 길이 방향에 평행한 측부가 파형으로 형성되어 있다.

또 도 9d에 도시한 변형예 9에서는, 서로 인접한 백킹 플레이트의 길이 방향에 평행하게 연장되어 있는 측부 중 한쪽 측부에 볼록부가 형성되고(한쪽 측부가 볼록형으로 형성되고), 다른쪽 측부에 오목부가 형성되어 있다(다른쪽 측부가 오목형으로 형성되어 있다).

변형예 7, 8, 9에 관한 복수의 타겟(C)에서는, 각각의 백킹 플레이트(314),(324),(334)는 그 길이 방향에 평행하게 연장되어 있는 측면(측부)을 가진다. 복수의 백킹 플레이트(314), 복수의 백킹 플레이트(324) 및 복수의 백킹 플레이트(334)에서는 서로 인접한 백킹 플레이트의 한쪽 측면과 다른쪽 측면이 겹치도록 백킹 플레이트의 측면이 서로 덮여 있다.

즉, 변형예 7, 8, 9에서는, 서로 인접한 각각의 백킹 플레이트는 백킹 플레이트의 방착판으로서 기능한다.

따라서 백킹 플레이트의 길이 방향에 평행한 측면에 제1 실시형태에서 이용되는 방착판을 장착하는 작업이 발생하지 않기 때문에 개개의 타겟을 제조하는 방법(공정)을 간략화할 수 있다.

<산업상 이용 가능성>

본 발명은, 피처리체에 스퍼터링법에 의한 성막 공정을 행하는 경우에 대해 넓게 적용할 수 있다.

200…성막 장치, 204…백킹 플레이트, 204a, 204b…주면, 205…제1 모재, 206…제2 모재, 207…회전축, 209…방착판, 209a…절연 부재, 230…캐소드 유닛, C1,C2,C3…타겟, E1,E2,E3…제어부, H1,H2,H3…자장 생성부.

Claims (11)

1. 성막 장치에 이용되는 캐소드 유닛으로서:
   제1 주면(主面), 상기 제1 주면과는 반대측에 위치하는 제2 주면, 제1 측면, 및 상기 제1 측면과는 반대측에 위치하는 제2 측면을 가진 백킹 플레이트와, 상기 제1 주면에 배치된 제1 모재와, 상기 제2 주면에 배치된 제2 모재를 가지는 성막 공간내에 마련된 복수의 타겟;
   상기 복수의 타겟 각각이 가지는 회전축을 중심으로 하여 상기 복수의 타겟을 회전시키고, 상기 타겟에 스퍼터링에 이용되는 전압을 인가하며, 복수의 타겟 각각에 대응하도록 마련된 복수의 제어부;
   상기 성막 공간에 가까운 상기 백킹 플레이트의 면에 특정 분포 자장이 생성되도록, 상기 타겟의 외부에 위치하며 또한 상기 성막 공간으로부터 떨어진 상기 백킹 플레이트의 면에 가까운 위치에 마련된 복수의 자장 생성부;를 포함하며,
   상기 회전축은, 서로 평행하게 나열되도록 동일면 내에 배치되며,
   상기 자장 생성부는, 상기 타겟이 회전할 때 상기 타겟의 회전 반경보다 외측으로 상기 자장 생성부를 퇴피시키고, 상기 회전이 종료되었을 때 상기 자장 생성부를 상기 타겟의 회전 반경보다 내측으로 되돌리는 퇴피 구동부를 구비하며,
   상기 자장 생성부를 상기 제1 모재보다 상기 제2 모재에 가까운 위치에 배치시킨 상태에서, 상기 자장 생성부는, 생성된 상기 분포 자장에 있어서의 자속의 일부를, 상기 제2 모재로부터 상기 제1 모재를 향해 상기 백킹 플레이트를 관통시키고, 상기 제1 모재의 표면으로부터 누설시켜서, 누설 자속을 상기 제1 모재의 표면상에 생성하여, 상기 제1 모재를 이용한 스퍼터링 처리를 행하고,
   상기 제1 모재를 이용한 스퍼터링 처리를 행한 후, 상기 퇴피 구동부는, 상기 타겟의 회전 반경보다 외측으로 상기 자장 생성부를 퇴피시키고, 상기 제어부는 상기 타겟을 회전시키고,
   상기 퇴피 구동부는, 상기 타겟의 회전이 종료되었을 때 상기 자장 생성부를 상기 타겟의 회전 반경보다 내측으로 되돌림으로써 상기 자장 생성부를 상기 제2 모재보다 상기 제1 모재에 가까운 위치에 배치시키고,
   상기 자장 생성부는, 생성된 상기 분포 자장에 있어서의 자속의 일부를, 상기 제1 모재로부터 상기 제2 모재를 향해 상기 백킹 플레이트를 관통시키고, 상기 제2 모재의 표면으로부터 누설시켜서, 누설 자속을 상기 제2 모재의 표면상에 생성하여, 상기 제2 모재를 이용한 스퍼터링 처리를 행하는 것을 특징으로 하는 캐소드 유닛.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 제1 모재를 이용하여 스퍼터링 처리를 행하는 경우에는,
   상기 퇴피 구동부는 상기 타겟의 회전 반경보다 외측으로 상기 자장 생성부를 퇴피시키고,
   상기 제어부는 상기 타겟을 회전시키고,
   상기 퇴피 구동부는, 상기 타겟의 회전이 종료되었을 때 상기 자장 생성부를 상기 타겟의 회전 반경보다 내측으로 되돌림으로써 상기 자장 생성부를 상기 제1 모재보다 상기 제2 모재에 가까운 위치에 배치시키고,
   상기 자장 생성부는, 생성된 상기 분포 자장에 있어서의 자속의 일부를, 상기 제2 모재로부터 상기 제1 모재를 향해 상기 백킹 플레이트를 관통시키고, 상기 제1 모재의 표면으로부터 누설시켜서, 누설 자속을 상기 제1 모재의 표면상에 생성하여, 상기 제1 모재를 이용한 스퍼터링 처리를 행하는 것을 특징으로 하는 캐소드 유닛.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 제1 측면 및 상기 제2 측면은 상기 백킹 플레이트의 길이 방향에 수직이며, 상기 제1 측면 및 상기 제2 측면의 형상은 직사각형인 것을 특징으로 하는 캐소드 유닛.
4. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
   각각의 상기 백킹 플레이트는 상기 백킹 플레이트의 길이 방향에 평행한 측부를 가지며,
   상기 측부에는 절연 부재를 개재시켜 방착판(防着板)이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 캐소드 유닛.
5. 청구항 4에 있어서,
   서로 인접한 상기 방착판에는 볼록부가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 캐소드 유닛.
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 제1 측면 및 상기 제2 측면은 상기 백킹 플레이트의 길이 방향에 수직이며, 상기 제1 측면 및 상기 제2 측면의 형상은 사다리꼴인 것을 특징으로 하는 캐소드 유닛.
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 제1 측면 및 상기 제2 측면은 상기 백킹 플레이트의 길이 방향에 수직이며, 상기 제1 측면 및 상기 제2 측면의 형상은 평행사변형인 것을 특징으로 하는 캐소드 유닛.
8. 청구항 1, 청구항 2, 청구항 3, 청구항 6 또는 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
   각각의 상기 백킹 플레이트는 상기 백킹 플레이트의 길이 방향에 평행한 측부를 가지며,
   상기 측부는 계단형으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 캐소드 유닛.
9. 청구항 1, 청구항 2, 청구항 3, 청구항 6 또는 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
   각각의 상기 백킹 플레이트는 상기 백킹 플레이트의 길이 방향에 평행한 측부를 가지며,
   상기 측부는 파형으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 캐소드 유닛.
10. 청구항 1, 청구항 2, 청구항 3, 청구항 6 또는 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
    각각의 상기 백킹 플레이트는 상기 백킹 플레이트의 길이 방향에 평행한 측부를 가지며,
    서로 인접한 상기 측부 중 한쪽 측부는 볼록부를 가지며, 다른쪽 측부는 오목부를 갖는 것을 특징으로 하는 캐소드 유닛.
11. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수의 타겟 중 1쌍의 인접한 타겟은, 상기 회전축을 중심으로 하여 서로 반대방향으로 회전하는 캐소드 유닛.

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