KR20200123072A - 스퍼터링장치 및 스퍼터링장치 제어방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판을 지지하기 위한 지지부; 상기 지지부로부터 제1축방향을 따라 이격되어 배치된 타겟; 상기 제1축방향을 기준으로 상기 지지부에 지지된 기판과 상기 타겟의 사이에 생성된 플라즈마의 강도를 측정하여 플라즈마값을 획득하는 획득부; 플라즈마의 강도를 조절하는 마그넷부; 및 상기 제1축방향을 따라 상기 마그넷부를 이동시키는 이동부를 포함하되, 상기 이동부는 중앙플라즈마값들 중에서 최대 중앙플라즈마값을 기준으로 하여 상기 중앙플라즈마값들, 상부플라즈마값들, 및 하부플라즈마값들 중에서 적어도 하나가 조절되도록 상기 마그넷부를 상기 제1축방향을 따라 이동시키는 스퍼터링장치 및 스퍼터링장치 제어방법에 관한 것이다.

Description

스퍼터링장치 및 스퍼터링장치 제어방법{Sputtering Apparatus and Method for Controlling Sputtering Apparatus}
본 발명은 기판에 대해 증착공정 등과 같은 스퍼터링공정을 수행하는 스퍼터링장치 및 스퍼터링장치 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로, 디스플레이장치, 태양전지(Solar Cell), 반도체 소자 등을 제조하기 위해서는 기판 상에 소정의 박막층, 박막 회로 패턴, 또는 광학적 패턴을 형성하여야 한다. 이를 위해, 기판에 특정 물질의 박막을 증착하는 증착공정, 감광성 물질을 사용하여 박막을 선택적으로 노출시키는 포토공정, 선택적으로 노출된 부분의 박막을 제거하여 패턴을 형성하는 식각공정 등과 같이 기판에 대한 처리공정이 이루어진다.
이와 같이 기판에 대해 처리공정을 수행하는 장비로, 스퍼터링장치가 있다. 스퍼터링장치는 주로 기판 상에 박막을 증착하는 증착공정을 수행하는 것으로, 물리적 증착방식을 이용하여 스퍼터링공정을 수행한다.
종래 기술에 따른 스퍼터링장치는 기판을 지지하는 지지부, 상기 지지부로부터 이격되어 배치된 타겟(Target), 및 플라즈마를 생성하기 위한 마그넷(Magnet)을 포함한다. 종래 기술에 따른 스퍼터링장치는 상기 지지부에 지지된 기판과 상기 타겟 사이에 플라즈마를 생성하고, 생성된 플라즈마에 의해 이온화 입자들이 상기 타겟에 충돌함에 따라 상기 타겟을 이루는 박막물질이 상기 기판에 증착되도록 함으로써, 상기 스퍼터링공정을 수행한다.
여기서, 종래 기술에 따른 스퍼터링장치는 상기 기판과 상기 타겟 사이에 생성된 플라즈마를 이용하여 상기 스퍼터링공정을 수행하나, 플라즈마의 강도가 영역들별로 차이가 있다. 이에 따라, 종래 기술에 따른 스퍼터링장치는 다음과 같은 문제가 있다.
첫째, 종래 기술에 따른 스퍼터링장치는 영역들별로 플라즈마의 강도에 차이가 있으므로, 상기 타겟의 부분별로 침식률의 차이가 발생하게 된다. 이에 따라, 종래 기술에 따른 스퍼터링장치는 상기 타겟에서 가장 많이 침식이 발생한 부분으로 인해 사용이 가능한 나머지 부분까지 사용하지 못하게 되는 문제가 있다. 따라서, 종래 기술에 따른 스퍼터링장치는 상기 타겟에 대한 전체 사용량이 감소됨에 따라 상기 타겟의 사용수명이 감소하므로, 상기 타겟 교체 등으로 인해 공정비용이 상승하는 문제가 있다. 또한, 종래 기술에 따른 스퍼터링장치는 상기 타겟의 교체주기가 짧아짐에 따라 상기 타겟의 교체로 인해 전체 공정을 정지시켜야 하는 시간이 증가하므로, 가동률 감소로 인해 상기 스퍼터링공정이 완료된 기판의 생산성을 저하시키는 문제가 있다.
둘째, 종래 기술에 따른 스퍼터링장치는 영역들별로 플라즈마의 강도에 차이가 있으므로, 상기 기판의 부분별로 박막의 증착률에 차이가 발생하게 된다. 따라서, 종래 기술에 따른 스퍼터링장치는 상기 기판에 증착된 박막의 균일도가 저하되는 등 상기 스퍼터링공정이 완료된 기판의 품질이 저하되는 문제가 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 영역들별로 플라즈마의 강도에 차이가 발생함에 따라 타겟에 대한 사용 효율이 저하되는 것을 방지할 수 있는 스퍼터링장치 및 스퍼터링장치 제어방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명은 영역들별로 플라즈마의 강도에 차이가 발생함에 따라 스퍼터링공정이 완료된 기판의 품질이 저하되는 것을 방지할 수 있는 스퍼터링장치 및 스퍼터링장치 제어방법을 제공하기 위한 것이다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은 다음과 같은 구성을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 스퍼터링장치는 기판을 지지하기 위한 지지부; 상기 지지부로부터 제1축방향을 따라 이격되어 배치된 타겟; 상기 제1축방향을 기준으로 상기 지지부에 지지된 기판과 상기 타겟의 사이에 생성된 플라즈마의 강도를 측정하여 플라즈마값을 획득하는 획득부; 플라즈마의 강도를 조절하는 마그넷부; 및 상기 제1축방향을 따라 상기 마그넷부를 이동시키는 이동부를 포함할 수 있다. 상기 획득부는 상기 제1축방향에 대해 수직한 제2축방향을 따라 배치된 중앙영역들 각각에 대해 플라즈마의 강도를 측정하여 중앙플라즈마값들을 획득하는 복수개의 중앙획득기구, 상기 제1축방향과 상기 제2축방향 각각에 대해 수직한 상하방향을 기준으로 상기 중앙영역들의 상측에 배치된 상부영역들 각각에 대해 플라즈마의 강도를 측정하여 상부플라즈마값들을 획득하는 복수개의 상부획득기구, 및 상기 상하방향을 기준으로 상기 중앙영역들의 하측에 배치된 하부영역들 각각에 대해 플라즈마의 강도를 측정하여 하부플라즈마값들을 획득하는 복수개의 하부획득기구를 포함할 수 있다. 상기 이동부는 상기 중앙플라즈마값들 중에서 최대 중앙플라즈마값을 기준으로 하여 상기 중앙플라즈마값들, 상기 상부플라즈마값들, 및 상기 하부플라즈마값들 중에서 적어도 하나가 조절되도록 상기 마그넷부를 상기 제1축방향을 따라 이동시킬 수 있다.
본 발명에 따른 스퍼터링장치 제어방법은 제1축방향을 기준으로 기판과 타겟 사이에 생성된 플라즈마를 이용하여 스퍼터링공정을 수행하는 스퍼터링장치를 제어하는 방법으로, 상기 제1축방향에 대해 수직한 제2축방향을 따라 배치된 중앙영역들 각각에 대해 플라즈마의 강도를 측정하여 중앙플라즈마값들을 획득하고, 상기 제1축방향과 상기 제2축방향 각각에 대해 수직한 상하방향을 기준으로 상기 중앙영역들의 상측에 배치된 상부영역들 각각에 대해 플라즈마의 강도를 측정하여 상부플라즈마값들을 획득하며, 상기 상하방향을 기준으로 상기 중앙영역들의 하측에 배치된 하부영역들 각각에 대해 플라즈마의 강도를 측정하여 하부플라즈마값들을 획득하는 획득단계; 상기 중앙플라즈마값들 중에서 최대 중앙플라즈마값을 추출하고, 상기 상부플라즈마값들 중에서 최대 상부플라즈마값을 추출하며, 상기 하부플라즈마값들 중에서 최대 하부플라즈마값을 추출하는 추출단계; 및 상기 최대 중앙플라즈마값을 기준으로 하여 상기 중앙플라즈마값들, 상기 상부플라즈마값들, 및 상기 하부플라즈마값들 중에서 적어도 하나를 조절하는 조절단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과를 도모할 수 있다.
본 발명은 스퍼터링공정을 수행하는 동안에 영역들별로 플라즈마의 강도를 측정하여 플라즈마의 강도를 조절할 수 있도록 구현됨으로써, 스퍼터링공정을 수행하는 도중에 다양한 요인으로 인해 변화하는 공정조건, 환경조건 등에 대한 대응력을 향상시킴으로써, 스퍼터링공정의 효율을 향상시킬 수 있다.
본 발명은 스퍼터링공정을 수행하는 동안에 영역들별로 플라즈마의 강도를 측정하여 플라즈마의 강도를 조절할 수 있도록 구현됨으로써, 타겟에 부분적으로 침식이 발생하는 정도의 차이를 감소시킬 수 있으므로, 타겟의 전체 사용량을 증대시킬 수 있을 뿐만 아니라 타겟의 사용수명을 연장할 수 있다.
본 발명은 최대 중앙플라즈마값을 기준으로 하여 중앙플라즈마값들, 상부플라즈마값들, 및 하부플라즈마값들 중에서 적어도 하나를 조절하도록 구현됨으로써, 타겟에서 부분적으로 발생하는 침식 간의 편차를 감소시킬 수 있으므로, 타겟의 전체 사용량 증대 효과 및 타겟의 사용수명 연장 효과를 더 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 스퍼터링장치의 개략적인 측단면도
도 2는 본 발명에 따른 스퍼터링장치에 있어서 타겟과 마그넷부에 대한 개략적인 측단면도
도 3은 본 발명에 따른 스퍼터링장치에 있어서 중앙획득기구들, 상부획득기구들, 및 하부획득기구들의 배치를 나타낸 개념적인 사시도
도 4는 본 발명에 따른 스퍼터링장치에 있어서 마그넷모듈들의 배치를 나타낸 개념적인 사시도
도 5는 본 발명에 따른 스퍼터링장치에 있어서 일체이동기구가 마그넷모듈들에 결합된 모습을 나타낸 개략적인 배면도
도 6은 본 발명에 따른 스퍼터링장치에 있어서 획득부, 이동부, 제어부, 및 스윙부에 대한 개략적인 블록도
도 7은 도 5를 기준으로 하여 마그넷모듈들이 스윙되는 모습을 나타낸 개념적인 배면도
도 8은 본 발명의 변형된 실시예에 따른 스퍼터링장치의 개략적인 측단면도
도 9는 본 발명의 변형된 실시예에 따른 스퍼터링장치에 있어서 타겟과 마그넷부에 대한 개략적인 측단면도
도 10은 본 발명의 변형된 실시예에 따른 스퍼터링장치에 있어서 마그넷모듈들의 배치를 나타낸 개념적인 사시도
도 11은 본 발명의 변형된 실시예에 따른 스퍼터링장치에 있어서 이동부가 중앙마그넷들, 상부마그넷들, 및 하부마그넷들에 결합된 모습을 나타낸 개략적인 배면도
도 12는 본 발명의 변형된 실시예에 따른 스퍼터링장치에 있어서 획득부, 이동부, 제어부, 및 스윙부에 대한 개략적인 블록도
도 13 내지 도 19는 본 발명에 따른 스퍼터링장치 제어방법에 대한 개략적인 순서도
이하에서는 본 발명에 따른 스퍼터링장치의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1을 참고하면, 본 발명에 따른 스퍼터링장치(1)는 디스플레이장치, 태양전지(Solar Cell), 반도체 소자 등을 제조하기 위한 기판(100)에 스퍼터링공정을 수행하는 것이다. 본 발명에 따른 스퍼터링장치(1)는 지지부(2), 타겟(3), 획득부(4), 마그넷부(5), 및 이동부(6)를 포함한다.
도 1을 참고하면, 상기 지지부(2)는 상기 기판(100)을 지지하는 것이다. 상기 지지부(2)는 상기 기판(100)이 상하방향(Z축 방향)에 대해 평행하게 세워지도록 상기 기판(100)을 지지할 수 있다. 상기 지지부(2)는 상기 상하방향(Z축 방향)을 기준으로 상기 기판(100)의 상단과 상기 기판(100)의 하단 각각을 지지할 수 있다. 상기 지지부(2)는 제1축방향(X축 방향)을 기준으로 상기 획득부(4)와 상기 타겟(3)의 사이에 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 지지부(2)에 지지된 기판(100)은 상기 제1축방향(X축 방향)을 기준으로 상기 획득부(4)와 상기 타겟(3)의 사이에 배치될 수 있다. 상기 제1축방향(X축 방향) 및 상기 상하방향(Z축 방향)은 서로 수직하게 배치된 축 방향일 수 있다. 상기 지지부(2)는 챔버(미도시)의 내부에 배치될 수 있다. 상기 지지부(2)는 상기 챔버에 결합될 수 있다. 상기 챔버의 내부에는 상기 타겟(3) 및 상기 획득부(4)가 배치될 수도 있다. 상기 지지부(2)는 상기 기판(100)이 지지된 캐리어(Carrier, 미도시)를 지지함으로써, 상기 기판(100)을 지지할 수도 있다. 이 경우, 상기 기판(100)은 상기 캐리어에 지지된 상태로 상기 챔버의 내부 및 상기 챔버의 외부 간에 이동할 수 있다. 이하에서 상기 지지부(2)에 지지된 기판(100)이라는 기재는, 상기 기판(100)이 상기 캐리어 없이 상기 지지부(2)에 지지된 경우뿐만 아니라 상기 기판(100)이 상기 캐리어를 통해 상기 지지부(2)에 지지된 경우를 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
도 1을 참고하면, 상기 타겟(3)은 상기 제1축방향(X축 방향)을 기준으로 상기 지지부(2)로부터 이격되어 배치된 것이다. 상기 스퍼터링공정이 상기 기판(100)에 박막을 증착하는 증착공정에 해당하는 경우, 상기 타겟(3)은 박막물질로 이루어질 수 있다. 상기 타겟(3)은 타겟면(31)을 포함할 수 있다. 상기 타겟면(31)은 상기 지지부(2)에 지지된 기판(100)을 향하는 면(面)이다. 상기 기판(100)은 상기 타겟면(31)과 마주보게 배치된 대향면(110)을 포함할 수 있다. 상기 스퍼터링공정이 진행되면서 상기 타겟(3)으로부터 박막물질이 방출됨에 따라, 상기 타겟면(31)에서는 침식(Erosion)이 발생한다. 따라서, 상기 스퍼터링공정이 진행됨에 따라, 상기 제1축방향(X축 방향)을 기준으로 하여 상기 기판(100)의 대향면(110) 및 상기 타겟(3)의 타겟면(31)이 서로 이격된 거리가 점차적으로 증가할 수 있다.
도 1을 참고하면, 상기 타겟(3)은 상기 제1축방향(X축 방향)을 기준으로 상기 지지부(2)에 지지된 기판(100)과 상기 마그넷부(5)의 사이에 배치될 수 있다. 상기 타겟(3)은 상기 상하방향(Z축 방향)에 대해 평행하게 세워져서 배치될 수 있다. 상기 타겟(3)은 상기 챔버의 내부에 배치될 수 있다. 상기 타겟(3)은 냉각기구(200)에 결합될 수 있다. 상기 냉각기구(200)는 상기 제1축방향(X축 방향)을 기준으로 상기 타겟(3)와 상기 마그넷부(5)의 사이에 배치될 수 있다. 상기 냉각기구(200)는 냉각유체 등을 이용하여 상기 타겟(3)을 냉각시킬 수 있다. 상기 냉각기구(200)는 상기 챔버에 결합될 수 있다. 이 경우, 상기 타겟(3)은 상기 냉각기구(200)에 결합됨으로써, 상기 냉각기구(200)를 통해 상기 챔버에 결합될 수 있다. 상기 상하방향(Z축 방향)을 기준으로 하여, 상기 타겟(3)은 상기 마그넷부(5)에 비해 긴 길이를 갖도록 구현될 수도 있다. 상기 상하방향(Z축 방향)을 기준으로 하여, 상기 마그넷부(5)는 상기 기판(100)에 비해 긴 길이를 갖도록 구현될 수도 있다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 상기 획득부(4)는 상기 제1축방향(X축 방향)을 기준으로 상기 지지부(2)에 지지된 기판(100)과 상기 타겟(3)의 사이에 생성된 플라즈마의 강도를 측정하여 플라즈마값을 획득하는 것이다. 이 경우, 플라즈마는 상기 제1축방향(X축 방향)을 기준으로 하여 상기 지지부(2)에 지지된 기판(100) 및 상기 타겟(3) 각각으로부터 이격된 플라즈마영역(PA)에 생성될 수 있다. 상기 플라즈마값은 측정된 플라즈마의 강도값일 수 있다. 상기 획득부(4)는 스펙트로스코피(분광기) 또는 스펙트로미터를 이용하여 플라즈마의 강도를 측정하여 상기 플라즈마값을 획득할 수 있다. 상기 획득부(4)는 상기 기판(100)을 투과한 플라즈마광의 강도를 측정함으로써, 상기 플라즈마값을 획득할 수 있다. 상기 스퍼터링공정이 상기 기판(100)에 박막을 증착하는 증착공정에 해당하는 경우, 상기 획득부(4)는 상기 기판(100)에 증착된 박막과 상기 기판(100)을 투과한 플라즈마광의 강도를 측정함으로써, 상기 플라즈마값을 획득할 수 있다. 상기 획득부(4)는 상기 제1축방향(X축 방향)을 기준으로 하여 상기 지지부(2)로부터 이격된 위치에 배치될 수 있다. 상기 획득부(4)는 상기 챔버의 내부에 배치될 수 있다.
상기 획득부(4)는 중앙획득기구(41), 상부획득기구(42), 및 하부획득기구(43)를 포함할 수 있다.
상기 중앙획득기구(41)는 중앙영역(CA)에 대해 플라즈마의 강도를 측정하여 중앙플라즈마값을 획득하는 것이다. 상기 중앙영역(CA)은 상기 상하방향(Z축 방향)을 기준으로 하여 상기 플라즈마영역(PA)의 중앙에 배치된 공간이다. 상기 상하방향(Z축 방향)을 기준으로 하여, 상기 중앙영역(CA)은 상기 플라즈마영역(PA)의 상단 및 상기 플라즈마영역(PA)의 하단으로부터 서로 동일한 거리로 이격된 높이에 배치될 수 있다. 상기 상하방향(Z축 방향)을 기준으로 하여, 상기 중앙영역(CA)은 상기 지지부(2)에 지지된 기판(100) 및 상기 타겟(3) 각각에 비해 더 짧은 길이로 구현될 수 있다.
상기 상부획득기구(42)는 상부영역(UA)에 대해 플라즈마의 강도를 측정하여 상부플라즈마값을 획득하는 것이다. 상기 상부영역(UA)은 상기 상하방향(Z축 방향)을 기준으로 하여 상기 중앙영역(CA)의 상측에 배치된 공간이다. 상기 상하방향(Z축 방향)을 기준으로 하여, 상기 상부영역(UA)은 상기 지지부(2)에 지지된 기판(100) 및 상기 타겟(3) 각각에 비해 더 짧은 길이로 구현될 수 있다.
상기 하부획득기구(43)는 하부영역(DA)에 대해 플라즈마의 강도를 측정하여 하부플라즈마값을 획득하는 것이다. 상기 하부영역(DA)은 상기 상하방향(Z축 방향)을 기준으로 하여 상기 중앙영역(CA)의 하측에 배치된 공간이다. 상기 상하방향(Z축 방향)을 기준으로 하여, 상기 하부영역(DA)은 상기 지지부(2)에 지지된 기판(100) 및 상기 타겟(3) 각각에 비해 더 짧은 길이로 구현될 수 있다.
도 1 내지 도 3을 참고하면, 상기 획득부(4)는 상기 중앙획득기구(41), 상기 상부획득기구(42), 및 상기 하부획득기구(43)를 각각 복수개씩 포함할 수 있다.
상기 중앙획득기구(41)들은 상기 제1축방향(X축 방향)에 대해 수직한 제2축방향(Y축 방향)을 따라 서로 이격되어 배치될 수 있다. 상기 제2축방향(Y축 방향) 및 상기 제1축방향(X축 방향)은 동일 평면 상에서 서로 수직한 축 방향일 수 있다. 이에 따라, 상기 중앙획득기구(41)들은 상기 제2축방향(Y축 방향)을 따라 배치된 복수개의 중앙영역(CA)들 각각에 대해 플라즈마의 강도를 측정하여 중앙플라즈마값들을 획득할 수 있다.
예컨대, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 획득부(4)는 상기 제2축방향(Y축 방향)을 따라 배치된 제1중앙획득기구(41a), 제2중앙획득기구(41b), 및 제3중앙획득기구(41c)를 포함할 수 있다. 상기 제2축방향(Y축 방향)을 기준으로 하여, 상기 제2중앙획득기구(41b)는 상기 제1중앙획득기구(41a)와 상기 제3중앙획득기구(41c)의 사이에 배치될 수 있다. 상기 제1중앙획득기구(41a)는 제1중앙영역(CA1)에 대해 플라즈마의 강도를 측정하여 제1중앙플라즈마값을 획득할 수 있다. 상기 제2중앙획득기구(41b)는 제2중앙영역(CA2)에 대해 플라즈마의 강도를 측정하여 제2중앙플라즈마값을 획득할 수 있다. 상기 제3중앙획득기구(41c)는 제3중앙영역(CA3)에 대해 플라즈마의 강도를 측정하여 제3중앙플라즈마값을 획득할 수 있다. 상기 제2축방향(Y축 방향)을 기준으로 하여, 상기 제2중앙영역(CA2)은 상기 제1중앙영역(CA1)과 상기 제3중앙영역(CA3)의 사이에 배치될 수 있다.
도 3에는 상기 획득부(4)가 3개의 중앙영역들(CA1, CA2, CA3)에 대해 중앙플라즈마값들을 획득하는 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않으며 상기 획득부(4)는 2개 또는 4개 이상의 중앙영역(CA)들에 대해 중앙플라즈마값들을 획득하도록 구현될 수도 있다. 이 경우, 상기 중앙획득기구(41)들의 개수 및 상기 중앙영역(CA)들의 개수는 서로 동일하게 구현될 수 있다. 상기 중앙획득기구(41)들의 개수는 상기 중앙영역(CA)들의 개수에 비해 더 많게 구현될 수도 있다. 이 경우, 상기 획득부(4)는 상기 중앙영역(CA)들 각각에 대해 복수개의 중앙획득기구(41)가 플라즈마의 강도를 측정하도록 구현될 수도 있다. 이 경우, 하나의 중앙영역(CA)에 대해 상기 중앙획득기구(41)들은 서로 다른 위치들에 대해 플라즈마의 강도를 측정한 후에 평균값을 도출함으로써, 상기 중앙플라즈마값을 획득할 수 있다.
상기 상부획득기구(42)들은 상기 제2축방향(Y축 방향)을 따라 서로 이격되어 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 상부획득기구(42)들은 상기 제2축방향(Y축 방향)을 따라 배치된 복수개의 상부영역(UA)들 각각에 대해 플라즈마의 강도를 측정하여 상부플라즈마값들을 획득할 수 있다.
예컨대, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 획득부(4)는 상기 제2축방향(Y축 방향)을 따라 배치된 제1상부획득기구(42a), 제2상부획득기구(42b), 및 제3상부획득기구(42c)를 포함할 수 있다. 상기 제2축방향(Y축 방향)을 기준으로 하여, 상기 제2상부획득기구(42b)는 상기 제1상부획득기구(42a)와 상기 제3상부획득기구(42c)의 사이에 배치될 수 있다. 상기 제1상부획득기구(42a)는 제1상부영역(UA1)에 대해 플라즈마의 강도를 측정하여 제1상부플라즈마값을 획득할 수 있다. 상기 제2상부획득기구(42b)는 제2상부영역(UA2)에 대해 플라즈마의 강도를 측정하여 제2상부플라즈마값을 획득할 수 있다. 상기 제3상부획득기구(42c)는 제3상부영역(UA3)에 대해 플라즈마의 강도를 측정하여 제3상부플라즈마값을 획득할 수 있다. 상기 제2축방향(Y축 방향)을 기준으로 하여, 상기 제2상부영역(UA2)은 상기 제1상부영역(UA1)과 상기 제3상부영역(UA3)의 사이에 배치될 수 있다.
도 3에는 상기 획득부(4)가 3개의 상부영역들(UA1, UA2, UA3)에 대해 상부플라즈마값들을 획득하는 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않으며 상기 획득부(4)는 2개 또는 4개 이상의 상부영역(UA)들에 대해 상부플라즈마값들을 획득하도록 구현될 수도 있다. 이 경우, 상기 상부획득기구(42)들의 개수 및 상기 상부영역(UA)들의 개수는 서로 동일하게 구현될 수 있다. 상기 상부획득기구(42)들의 개수는 상기 상부영역(UA)들의 개수에 비해 더 많게 구현될 수도 있다. 이 경우, 상기 획득부(4)는 상기 상부영역(UA)들 각각에 대해 복수개의 상부획득기구(42)가 플라즈마의 강도를 측정하도록 구현될 수도 있다. 이 경우, 하나의 상부영역(UA)에 대해 상기 상부획득기구(42)들은 서로 다른 위치들에 대해 플라즈마의 강도를 측정한 후에 평균값을 도출함으로써, 상기 상부플라즈마값을 획득할 수 있다.
상기 하부획득기구(43)들은 상기 제2축방향(Y축 방향)을 따라 서로 이격되어 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 하부획득기구(43)들은 상기 제2축방향(Y축 방향)을 따라 배치된 복수개의 하부영역(DA)들 각각에 대해 플라즈마의 강도를 측정하여 하부플라즈마값들을 획득할 수 있다.
예컨대, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 획득부(4)는 상기 제2축방향(Y축 방향)을 따라 배치된 제1하부획득기구(43a), 제2하부획득기구(43b), 및 제3하부획득기구(43c)를 포함할 수 있다. 상기 제2축방향(Y축 방향)을 기준으로 하여, 상기 제2하부획득기구(43b)는 상기 제1하부획득기구(43a)와 상기 제3하부획득기구(43c)의 사이에 배치될 수 있다. 상기 제1하부획득기구(43a)는 제1하부영역(DA1)에 대해 플라즈마의 강도를 측정하여 제1하부플라즈마값을 획득할 수 있다. 상기 제2하부획득기구(43b)는 제2하부영역(DA2)에 대해 플라즈마의 강도를 측정하여 제2하부플라즈마값을 획득할 수 있다. 상기 제3하부획득기구(43c)는 제3하부영역(DA3)에 대해 플라즈마의 강도를 측정하여 제3하부플라즈마값을 획득할 수 있다. 상기 제2축방향(Y축 방향)을 기준으로 하여, 상기 제2하부영역(DA2)은 상기 제1하부영역(DA1)과 상기 제3하부영역(DA3)의 사이에 배치될 수 있다.
도 3에는 상기 획득부(4)가 3개의 하부영역들(DA1, DA2, DA3)에 대해 하부플라즈마값들을 획득하는 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않으며 상기 획득부(4)는 2개 또는 4개 이상의 하부영역(DA)들에 대해 하부플라즈마값들을 획득하도록 구현될 수도 있다. 이 경우, 상기 하부획득기구(42)들의 개수 및 상기 하부영역(DA)들의 개수는 서로 동일하게 구현될 수 있다. 상기 하부획득기구(42)들의 개수는 상기 하부영역(UA)들의 개수에 비해 더 많게 구현될 수도 있다. 이 경우, 상기 획득부(4)는 상기 하부영역(DA)들 각각에 대해 복수개의 하부획득기구(43)가 플라즈마의 강도를 측정하도록 구현될 수도 있다. 이 경우, 하나의 하부영역(DA)에 대해 상기 하부획득기구(43)들은 서로 다른 위치들에 대해 플라즈마의 강도를 측정한 후에 평균값을 도출함으로써, 상기 하부플라즈마값을 획득할 수 있다.
도 1 내지 도 3을 참고하면, 상기 마그넷부(5)는 상기 제1축방향(X축 방향)을 기준으로 상기 지지부(2)에 지지된 기판(100)과 상기 타겟(3)의 사이에 생성된 플라즈마의 강도를 조절하는 것이다. 상기 마그넷부(5)는 상기 제1축방향(X축 방향)을 기준으로 상기 타겟(3)으로부터 이격된 위치에 배치될 수 있다. 상기 마그넷부(5)는 상기 챔버의 내부 또는 상기 챔버의 외부에 배치될 수 있다.
상기 마그넷부(5)는 상기 제1축방향(X축 방향)을 기준으로 하여 상기 타겟(3)으로부터 이격된 이격거리(D, 도 1에 도시됨)가 변동될 수 있다. 상기 이격거리(D)는 상기 제1축방향(X축 방향)을 기준으로 하여 상기 마그넷부(5) 및 상기 타겟면(31, 도 1에 도시됨)이 서로 이격된 거리를 의미한다. 상기 이격거리(D)가 변동됨에 따라 플라즈마의 강도가 변동될 수 있다. 상기 이격거리(D)가 짧아질수록, 플라즈마의 강도가 증대될 수 있다. 상기 이격거리(D)가 길어질수록, 플라즈마의 강도가 감소될 수 있다. 상기 이격거리(D)는 상기 마그넷부(5)의 이동에 의해 변동될 수 있다. 상기 마그넷부(5)가 이동하지 않는 상태에서도, 상기 이격거리(D)는 상기 타겟면(31)에 발생하는 침식에 의해 변동될 수 있다. 이 경우, 상기 타겟면(31)에서는 부분적으로 서로 다른 깊이로 침식이 발생할 수 있다. 이에 따라, 상기 이격거리(D)는 상기 타겟면(31)에 발생하는 침식의 정도에 따라 부분적으로 서로 상이하게 변동될 수 있다. 따라서, 상기 중앙획득기구(41), 상기 상부획득기구(42), 및 상기 하부획득기구(43)는 서로 다른 플라즈마값을 획득할 수 있다. 이를 구체적으로 살펴보면, 다음과 같다.
우선, 상기 중앙획득기구(41)가 획득하는 중앙플라즈마값은, 상기 제1축방향(X축 방향)을 기준으로 하여 상기 타겟(3)과 상기 마그넷부(5)가 이격된 중앙거리(CD, 도 2에 도시됨)에 따라 변동될 수 있다. 상기 중앙거리(CD)는 상기 중앙영역(CA)에 대응되는 부분에서의 상기 이격거리(D)에 해당한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 중앙거리(CD)는 상기 타겟(3)에서 타겟중앙부(3a)의 중앙타겟면(311)에 침식이 발생함에 따라 변동될 수 있다. 상기 타겟중앙부(3a)는 상기 타겟(3)의 일부분으로, 상기 중앙영역(CA)에 대응되는 부분을 의미한다. 이에 따라, 상기 중앙거리(CD)는 상기 제1축방향(X축 방향)을 기준으로 하여 상기 마그넷부(5)가 상기 타겟중앙부(3a)의 중앙타겟면(311)으로부터 이격된 거리를 의미할 수 있다. 상기 기판(100)은 기판중앙부(100a)가 상기 타겟중앙부(3a)에 대응되는 위치에 배치되도록 상기 지지부(2)에 지지될 수 있다. 이 경우, 상기 기판중앙부(100a)의 중앙대향면(110a) 및 상기 타겟중앙부(3a)의 중앙타겟면(311)이 서로 마주보게 배치될 수 있다. 한편, 상기 획득부(4)가 상기 제2축방향(Y축 방향)을 따라 배치된 복수개의 중앙획득기구(41)를 포함하는 경우, 상기 중앙획득기구(41)들은 상기 제2축방향(Y축 방향)을 따라 배치된 중앙영역(CA)들에 대해 서로 다른 크기의 중앙플라즈마값들을 획득할 수 있다. 상기 중앙타겟면(311)에서는 상기 제2축방향(Y축 방향)을 따라 부분적으로 서로 다른 깊이로 침식이 발생할 수 있기 때문이다.
다음, 상기 상부획득기구(42)가 획득하는 상부플라즈마값은, 상기 제1축방향(X축 방향)을 기준으로 하여 상기 타겟(3)과 상기 마그넷부(5)가 이격된 상부거리(UD, 도 2에 도시됨)에 따라 변동될 수 있다. 상기 상부거리(UD)는 상기 상부영역(UA)에 대응되는 부분에서의 상기 이격거리(D)에 해당한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 상부거리(UD)는 상기 타겟(3)에서 타겟상부(3b)의 상부타겟면(312)에 침식이 발생함에 따라 변동될 수 있다. 상기 타겟상부(3b)는 상기 타겟(3)의 일부분으로, 상기 상부영역(UA)에 대응되는 부분을 의미한다. 이에 따라, 상기 상부거리(UD)는 상기 제1축방향(X축 방향)을 기준으로 하여 상기 마그넷부(5)가 상기 타겟상부(3b)의 상부타겟면(312)으로부터 이격된 거리를 의미할 수 있다. 상기 기판(100)은 기판상부(100b)가 상기 타겟상부(3b)에 대응되는 위치에 배치되도록 상기 지지부(2)에 지지될 수 있다. 이 경우, 상기 기판상부(100b)의 상부대향면(110b) 및 상기 타겟상부(3b)의 상부타겟면(312)이 서로 마주보게 배치될 수 있다. 한편, 상기 획득부(4)가 상기 제2축방향(Y축 방향)을 따라 배치된 복수개의 상부획득기구(42)를 포함하는 경우, 상기 상부획득기구(42)들은 상기 제2축방향(Y축 방향)을 따라 배치된 상부영역(UA)들에 대해 서로 다른 크기의 상부플라즈마값들을 획득할 수 있다. 상기 상부타겟면(312)에서는 상기 제2축방향(Y축 방향)을 따라 부분적으로 서로 다른 깊이로 침식이 발생할 수 있기 때문이다.
다음, 상기 하부획득기구(43)가 획득하는 하부플라즈마값은, 상기 제1축방향(X축 방향)을 기준으로 하여 상기 타겟(3)과 상기 마그넷부(5)가 이격된 하부거리(DD, 도 2에 도시됨)에 따라 변동될 수 있다. 상기 하부거리(DD)는 상기 하부영역(DA)에 대응되는 부분에서의 상기 이격거리(D)에 해당한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 하부거리(DD)는 상기 타겟(3)에서 타겟하부(3c)의 하부타겟면(313)에 침식이 발생함에 따라 변동될 수 있다. 상기 타겟하부(3c)는 상기 타겟(3)의 일부분으로, 상기 하부영역(DA)에 대응되는 부분을 의미한다. 이에 따라, 상기 하부거리(DD)는 상기 제1축방향(X축 방향)을 기준으로 하여 상기 마그넷부(5)가 상기 타겟하부(3c)의 하부타겟면(313)으로부터 이격된 거리를 의미할 수 있다. 상기 기판(100)은 기판하부(100c)가 상기 타겟하부(3c)에 대응되는 위치에 배치되도록 상기 지지부(2)에 지지될 수 있다. 이 경우, 상기 기판하부(100c)의 하부대향면(110c) 및 상기 타겟하부(3c)의 하부타겟면(313)이 서로 마주보게 배치될 수 있다. 한편, 상기 획득부(4)가 상기 제2축방향(Y축 방향)을 따라 배치된 복수개의 하부획득기구(43)를 포함하는 경우, 상기 하부획득기구(43)들은 상기 제2축방향(Y축 방향)을 따라 배치된 하부영역(DA)들에 대해 서로 다른 크기의 하부플라즈마값들을 획득할 수 있다. 상기 하부타겟면(313)에서는 상기 제2축방향(Y축 방향)을 따라 부분적으로 서로 다른 깊이로 침식이 발생할 수 있기 때문이다.
도 4를 참고하면, 상기 마그넷부(5)는 복수개의 마그넷모듈(51, 도 4에 도시됨)을 포함할 수 있다. 상기 마그넷모듈(51)들은 상기 제2축방향(Y축 방향)을 따라 서로 이격되어 배치될 수 있다.
예컨대, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 마그넷부(5)는 상기 제2축방향(Y축 방향)을 따라 배치된 제1마그넷모듈(51a), 제2마그넷모듈(51b), 및 제3마그넷모듈(51c)을 포함할 수 있다. 상기 제2축방향(Y축 방향)을 기준으로, 상기 제2마그넷모듈(51b)은 상기 제1마그넷모듈(51a) 및 상기 제3마그넷모듈(51c)의 사이에 배치될 수 있다. 상기 제1마그넷모듈(51a)은 상기 제1중앙영역(CA1), 상기 제1상부영역(UA1), 및 상기 제1하부영역(DA1)에 생성된 플라즈마의 강도를 조절할 수 있다. 상기 제2마그넷모듈(51b)은 상기 제2중앙영역(CA2), 상기 제2상부영역(UA2), 및 상기 제2하부영역(DA2)에 생성된 플라즈마의 강도를 조절할 수 있다. 상기 제3마그넷모듈(51c)은 상기 제3중앙영역(CA3), 상기 제3상부영역(UA3), 및 상기 제3하부영역(DA3)에 생성된 플라즈마의 강도를 조절할 수 있다. 도 4에는 상기 마그넷부(5)가 3개의 마그넷모듈들(51a, 51b, 51c)을 포함하는 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않으며 상기 마그넷부(5)는 2개 또는 4개 이상의 마그넷모듈(51)을 포함하도록 구현될 수도 있다.
상기 제1축방향(X축 방향)을 기준으로 하여, 상기 마그넷모듈(51)들과 상기 지지부(2)에 지지된 기판(100)의 사이에는 하나의 타겟(3)이 배치될 수 있다. 도시되지 않았지만, 상기 제1축방향(X축 방향)을 기준으로 하여, 상기 마그넷모듈(51)들과 상기 지지부(2)에 지지된 기판(100)의 사이에는 복수개의 타겟(3)이 배치될 수도 있다. 이 경우, 상기 타겟(3)들은 상기 제2축방향(Y축 방향)을 따라 배치될 수 있다. 상기 마그넷모듈(51)들의 개수 및 상기 타겟(3)들의 개수는 서로 동일하게 구현될 수 있다. 상기 마그넷모듈(51)들의 개수는 상기 타겟(3)들의 개수에 비해 더 많게 구현될 수도 있다.
도 1 내지 도 5를 참고하면, 상기 이동부(6)는 상기 마그넷부(5)를 이동시키는 것이다. 상기 이동부(6)는 상기 제1축방향(X축 방향)을 따라 상기 마그넷부(5)를 이동시킴으로써, 상기 이격거리(D, 도 1에 도시됨)를 조절할 수 있다. 이에 따라, 상기 이동부(6)는 상기 제1축방향(X축 방향)을 기준으로 상기 지지부(2)에 지지된 기판(100)과 상기 타겟(3)의 사이에 생성된 플라즈마의 강도를 조절할 수 있다. 상기 이동부(6)는 상기 챔버의 내부 또는 상기 챔버의 외부에 배치될 수 있다. 상기 이동부(6)는 유압실린더 또는 공압실린더를 이용한 실린더방식, 랙기어(Rack Gear)와 피니언기어(Pinion Gear)를 이용한 기어방식, 볼스크류(Ball Screw)와 볼너트(Ball Nut)를 이용한 볼스크류방식, 코일(Coil)과 영구자석을 이용한 리니어모터방식 등을 통해 상기 마그넷부(5)를 이동시킬 수 있다.
상기 이동부(6)는 상기 획득부(4)가 획득한 플라즈마값들을 이용하여 상기 마그넷부(5)를 이동시킬 수 있다. 상기 획득부(4)는 획득한 플라즈마값들을 유선통신, 무선통신 등을 이용하여 상기 이동부(6)에 제공할 수 있다. 상기 이동부(6)는 상기 중앙플라즈마값들 중에서 최대 중앙플라즈마값을 기준으로 하여 상기 중앙플라즈마값들, 상기 상부플라즈마값들, 및 상기 하부플라즈마값들 중에서 적어도 하나가 조절되도록 상기 마그넷부(5)를 이동시킬 수 있다. 상기 최대 중앙플라즈마값은 상기 중앙획득기구(41)들이 획득한 중앙플라즈마값들 중에서 가장 큰 값을 의미한다. 이에 따라, 본 발명에 따른 스퍼터링장치(1)는 다음과 같은 작용 효과를 도모할 수 있다.
첫째, 본 발명에 따른 스퍼터링장치(1)는 상기 획득부(4)가 획득한 플라즈마값들을 이용하여 상기 마그넷부(5)를 이동시킴으로써, 상기 중앙플라즈마값들, 상기 상부플라즈마값들, 및 상기 하부플라즈마값들 중에서 적어도 하나를 조절할 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 스퍼터링장치(1)는 상기 스퍼터링공정을 수행하는 동안에 상기 타겟(3)의 침식 등과 같은 공정조건, 공정가스의 압력 등과 같은 상기 챔버 내부의 환경조건 등이 변화하더라도, 변화된 공정조건, 환경조건 등에 대응되도록 상기 중앙플라즈마값들, 상기 상부플라즈마값들, 및 상기 하부플라즈마값들 중에서 적어도 하나를 조절할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 스퍼터링장치(1)는 상기 스퍼터링공정을 수행하는 도중에 다양한 요인으로 인해 변화하는 공정조건, 환경조건 등에 대한 대응력을 향상시킴으로써, 상기 스퍼터링공정의 효율을 향상시킬 수 있다.
둘째, 본 발명에 따른 스퍼터링장치(1)는 상기 마그넷부(5)의 이동을 통해 상기 중앙플라즈마값들, 상기 상부플라즈마값들, 및 상기 하부플라즈마값들 중에서 적어도 하나를 조절함으로써, 상기 타겟(3)에 대해 부분적으로 침식이 발생한 정도의 차이를 감소시킬 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 스퍼터링장치(1)는 상기 타겟(3)의 전체 사용량을 증대시킴으로써, 상기 타겟(3)의 사용수명을 연장할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 스퍼터링장치(1)는 상기 스퍼터링공정에 대한 공정비용을 줄일 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 스퍼터링장치(1)는 상기 타겟(3)의 사용수명을 연장함으로써, 상기 타겟(3)의 교체주기를 늘릴 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 스퍼터링장치(1)는 상기 타겟(3)의 교체로 인해 전체 공정을 정지시켜야 하는 시간을 줄일 수 있으므로, 가동률 증대를 통해 상기 스퍼터링공정이 완료된 기판의 생산성을 증대시킬 수 있다.
셋째, 본 발명에 따른 스퍼터링장치(1)는 상기 최대 중앙플라즈마값을 기준으로 하여 상기 중앙플라즈마값들, 상기 상부플라즈마값들, 및 상기 하부플라즈마값들 중에서 적어도 하나를 조절하도록 구현된다. 일반적으로 상기 상부타겟면(312)과 상기 하부타겟면(313)에서 상기 중앙타겟면(311)에서보다 더 많은 침식이 발생하기 때문에, 상기 상부영역(UA)과 상기 하부영역(DA)에서 상기 중앙영역(CA)에 비해 플라즈마의 강도가 더 강해지는 것을 고려한 것이다. 이에 따라, 본 발명에 따른 스퍼터링장치(1)는 상기 상부타겟면(312), 상기 하부타겟면(313), 및 상기 중앙타겟면(311) 각각에서 발생하는 침식 간의 편차를 감소시킬 수 있으므로, 상기 타겟(3)의 전체 사용량 증대 효과 및 상기 타겟(3)의 사용수명 연장 효과를 더 향상시킬 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 스퍼터링장치(1)는 상기 스퍼터링공정이 완료된 기판(100)의 품질을 향상시킬 수 있다. 예컨대, 상기 스퍼터링공정이 증착공정인 경우, 본 발명에 따른 스퍼터링장치(1)는 상기 기판(100)에 증착된 박막에 대해 두께와 막질의 균일도를 향상시킬 수 있다.
상기 이동부(6)는 일체이동기구(61, 도 5에 도시됨)를 포함할 수 있다.
상기 일체이동기구(61)는 상기 마그넷모듈(51)들 전부를 상기 제1축방향(X축 방향)을 따라 함께 이동시키는 것이다. 상기 일체이동기구(61)는 상기 마그넷모듈(51) 전부를 이동시킴으로써, 상기 중앙거리(CA), 상기 상부거리(UD), 및 상기 하부거리(DD) 전부를 변동시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 일체이동기구(61)는 상기 중앙플라즈마값들, 상기 상부플라즈마값들, 및 상기 하부플라즈마값들 전부를 조절할 수 있다. 상기 일체이동기구(61)는 상기 최대 중앙플라즈마값을 기준으로 하여 상기 마그모듈(51)들 전부를 이동시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 일체이동기구(61)는 상기 최대 중앙플라즈마값을 기준으로 하여 상기 중앙플라즈마값들, 상기 상부플라즈마값들, 및 상기 하부플라즈마값들 전부를 조절할 수 있다.
상기 일체이동기구(61)는 일체부재(611)를 통해 상기 마그넷모듈(51)들 전부에 연결될 수 있다. 상기 일체부재(611)는 상기 마그넷모듈(51)들 전부에 결합된 것이다. 상기 일체부재(611)는 상기 일체이동기구(61)에 결합될 수 있다. 이에 따라, 상기 일체이동기구(61)는 상기 일체부재(611)를 상기 제1축방향(X축 방향)을 따라 이동시킴으로써, 상기 마그넷모듈(51)들 전부를 상기 제1축방향(X축 방향)을 따라 이동시킬 수 있다. 이 경우, 상기 마그넷모듈(51)들은 각각 일체로 형성될 수 있다. 도 5에는 하나의 일체부재(611)가 상기 마그넷모듈(51)들에 결합된 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않으며 2개 이상의 일체부재(611)가 상기 마그넷모듈(51)들에 결합될 수도 있다. 상기 마그넷모듈(51)들에 복수개의 일체부재(611)가 결합된 경우, 상기 일체이동기구(61)는 상기 일체부재(611)들 중에서 적어도 하나에 결합될 수 있다.
도 1 내지 도 6을 참고하면, 본 발명에 따른 스퍼터링장치(1)는 제어부(7, 도 6에 도시됨)를 포함할 수 있다.
상기 제어부(7)는 상기 이동부(6)를 제어하는 것이다. 상기 제어부(7)는 상기 획득부(4)가 획득한 플라즈마값들에 따라 상기 이동부(6)를 제어할 수 있다. 상기 제어부(7)는 유선통신, 무선통신 등을 이용하여 상기 획득부(4)로부터 플라즈마값들을 수신할 수 있다. 이 경우, 상기 제어부(7)는 상기 중앙획득기구(41)들, 상기 상부획득기구(42)들, 및 상기 하부획득기구(43)들 각각으로부터 상기 중앙플라즈마값들, 상기 상부플라즈마값들, 및 상기 하부플라즈마값들을 수신할 수 있다. 상기 제어부(7)는 상기 중앙플라즈마값들 중에서 상기 최대 중앙플라즈마값을 추출할 수 있다. 상기 제어부(7)는 유선통신, 무선통신 등을 이용하여 상기 이동부(6)를 제어할 수 있다. 이 경우, 상기 제어부(7)는 상기 최대 중앙플라즈마값을 기준으로 하여 상기 중앙플라즈마값들, 상기 상부플라즈마값들, 및 상기 하부플라즈마값들 중에서 적어도 하나가 조절되도록 상기 이동부(6)를 제어할 수 있다.
상기 제어부(7)는 추출모듈(71), 비교모듈(72), 도출모듈(73), 및 제어모듈(74)을 포함할 수 있다.
상기 추출모듈(71)은 최대 플라즈마값을 추출하는 것이다. 상기 추출모듈(71)은 상기 중앙획득기구(41)들이 획득한 중앙플라즈마값들 중에서 상기 최대 중앙플라즈마값을 추출할 수 있다. 이 경우, 상기 추출모듈(71)은 상기 중앙영역(CA)들 중에서 상기 최대 중앙플라즈마값에 해당하는 중앙영역(CA)의 위치정보를 추가로 추출할 수도 있다. 상기 추출모듈(71)은 상기 상부획득기구(42)들이 획득한 상부플라즈마값들 중에서 최대 상부플라즈마값을 추출할 수 있다. 상기 최대 상부플라즈마값은 상기 상부획득기구(42)들이 획득한 상부플라즈마값들 중에서 가장 큰 값을 의미한다. 이 경우, 상기 추출모듈(71)은 상기 상부영역(UA)들 중에서 상기 최대 상부플라즈마값에 해당하는 상부영역(UA)의 위치정보를 추가로 추출할 수도 있다. 상기 추출모듈(71)은 상기 하부획득기구(43)들이 획득한 하부플라즈마값들 중에서 최대 하부플라즈마값을 추출할 수 있다. 상기 최대 하부플라즈마값은 상기 하부획득기구(43)들이 획득한 하부플라즈마값들 중에서 가장 큰 값을 의미한다. 이 경우, 상기 추출모듈(71)은 상기 하부영역(DA)들 중에서 상기 최대 하부플라즈마값에 해당하는 하부영역(DA)의 위치정보를 추가로 추출할 수도 있다.
상기 추출모듈(71)은 실시간, 기설정된 단위시간 간격, 및 기설정된 적산전력량 간격 중에서 어느 하나에 따라 상기 최대 중앙플라즈마값, 상기 최대 상부플라즈마값, 및 상기 최대 하부플라즈마값을 추출할 수 있다. 이 경우, 상기 획득부(4)는 실시간으로 상기 중앙플라즈마값들, 상기 상부플라즈마값들, 및 상기 하부플라즈마값들을 획득하여 상기 추출모듈(71)에 제공할 수 있다. 상기 단위시간 간격 및 상기 적산전력량 간격은 각각 사전 테스트 등을 통해 도출되어서 사용자에 의해 미리 설정될 수 있다. 상기 단위시간 간격 및 상기 적산전력량 간격은 각각 상기 제어부(7)가 갖는 저장모듈(75)에 저장될 수 있다. 상기 적산전력량은 전력량을 계측하는 계측기(미도시)를 통해 획득될 수 있다.
상기 비교모듈(72)은 상위값과 상기 최대 중앙플라즈마값이 일치하는지 여부를 판단하는 것이다. 상기 상위값은 상기 최대 상부플라즈마값과 상기 최대 하부플라즈마값 중에서 더 큰 값을 의미한다. 상기 비교모듈(72)은 상기 최대 상부플라즈마값과 상기 최대 하부플라즈마값을 비교하여 상기 상위값을 도출할 수 있다. 이 경우, 상기 최대 상부플라즈마값 및 상기 최대 하부플라즈마값은 상기 추출모듈(71)로부터 제공된 것일 수 있다. 상기 상위값이 도출되면, 상기 비교모듈(72)은 상기 상위값과 상기 최대 중앙플라즈마값이 일치하는지 여부를 판단할 수 있다.
상기 비교모듈(72)은 상기 상위값과 상기 최대 중앙플라즈마값이 완전히 일치하는 경우에, 상기 상위값과 상기 최대 중앙플라즈마값이 일치하는 것으로 판단할 수 있다. 이에 대해 변형된 실시예에 따르면, 상기 비교모듈(72)은 상기 상위값과 상기 최대 중앙플라즈마값의 차이가 기설정된 기준범위 이내이면 상기 상위값과 상기 최대 중앙플라즈마값이 일치하는 것으로 판단할 수 있다. 상기 비교모듈(72)은 상기 상위값과 상기 최대 중앙플라즈마값의 차이가 상기 기준범위를 벗어나면, 상기 상위값과 상기 최대 중앙플라즈마값이 일치하지 않는 것으로 판단할 수 있다. 상기 기준범위는 사전 테스트 등을 통해 도출되어서 사용자에 의해 미리 설정될 수 있다. 상기 기준범위는 상기 저장모듈(75, 도 6에 도시됨)에 저장될 수 있다.
상기 도출모듈(73)은 상기 상위값에 해당하는 기준영역을 도출하는 것이다. 상기 비교모듈(72)이 상기 상위값과 상기 최대 중앙플라즈마값이 상이한 것으로 판단하면, 상기 도출모듈(73)은 상기 기준영역을 도출할 수 있다. 상기 스퍼터링공정이 진행됨에 따라 상기 상부영역(UA)과 상기 하부영역(DA) 각각에서 상기 중앙영역(CA)에 비해 플라즈마의 강도가 더 강해지므로, 상기 기준영역은 플라즈마의 강도가 가장 큰 영역에 해당할 수 있다. 상기 도출모듈(73)은 상기 추출모듈(71)이 상기 최대 상부플라즈마값과 상기 최대 하부플라즈마값을 추출하면서 추가로 추출한 위치정보를 이용하여 상기 기준영역을 도출할 수 있다. 한편, 상기 비교모듈(72)이 상기 상위값과 상기 최대 중앙플라즈마값이 서로 일치하는 것으로 판단하면, 상기 획득부(4)는 상기 중앙플라즈마값들, 상기 상부플라즈마값들, 및 상기 하부플라즈마값들을 재획득할 수 있다.
상기 제어모듈(74)은 상기 이동부(6)를 제어하는 것이다. 상기 비교모듈(72)이 상기 상위값과 상기 최대 중앙플라즈마값이 상이한 것으로 판단하면, 상기 제어모듈(74)은 상기 도출모듈(73)이 도출한 기준영역에 대한 플라즈마의 강도가 상기 최대 중앙플라즈마값에 일치해지도록 상기 일체이동기구(61)를 제어할 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 스퍼터링장치(1)는 상기 기준영역에 대한 플라즈마의 강도를 감소시킴으로써, 상기 기준영역에 대응되는 타겟면(31)의 부분에 침식이 발생하는 정도를 감소시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 스퍼터링장치(1)는 상기 기준영역에 대응되는 타겟면(31)의 부분에 대한 사용량을 더 늘릴 수 있다. 상기 제어모듈(74)은 상기 마그넷모듈(51)들 전부가 상기 제1축방향(X축 방향)을 따라 이동하도록 상기 일체이동기구(61)를 제어할 수 있다. 이에 따라, 상기 제어모듈(74)은 상기 중앙플라즈마값들, 상기 상부플라즈마값들, 및 상기 하부플라즈마값들 전부를 조절할 수 있다.
상기 제어부(7)가 상기 기준영역에 대한 플라즈마의 강도가 상기 최대 중앙플라즈마값에 일치해지도록 상기 이동부(6)를 제어하는 과정을 예시적으로 살펴보면, 다음과 같다.
우선, 상기 중앙영역(CA)들 중에서 상기 제1중앙영역(CA1)에 대한 중앙플라즈마값이 가장 크고, 상기 상부영역(UA)들 중에서 상기 제2상부영역(UA2)에 대한 상부플라즈마값이 가장 크며, 상기 하부영역(DA)들 중에서 상기 제3하부영역(DA3)에 대한 하부플라즈마값이 가장 큰 경우를 예로 하여 설명한다. 또한, 상기 제3하부영역(DA3)에 대한 하부플라즈마값이 상기 제1중앙영역(CA1)에 대한 중앙플라즈마값 및 상기 제2상부영역(UA2)에 대한 상부플라즈마값 보다 더 큰 경우를 예로 하여 설명한다.
다음, 상기 추출모듈(71)은 상기 제1중앙영역(CA1)에 대한 중앙플라즈마값을 상기 최대 중앙플라즈마값으로 추출하고, 상기 제2상부영역(UA2)에 대한 상부플라즈마값을 상기 최대 상부플라즈마값으로 추출하며, 상기 제3하부영역(DA3)에 대한 하부플라즈마값을 상기 최대 하부플라즈마값으로 추출할 수 있다.
다음, 상기 비교모듈(72)은 상기 제2상부영역(UA2)에 대한 상부플라즈마값과 상기 제3하부영역(DA3)에 대한 하부플라즈마값을 비교하여 상기 제3하부영역(DA3)에 대한 하부플라즈마값을 상기 상위값으로 도출할 수 있다. 그 후, 상기 비교모듈(72)은 상기 제3하부영역(DA3)에 대한 하부플라즈마값과 상기 최대 중앙플라즈마값이 서로 상이한 것으로 판단할 수 있다.
다음, 상기 도출모듈(73)은 상기 제3하부영역(DA3)을 상기 기준영역으로 도출할 수 있다.
다음, 상기 제어모듈(74)은 상기 제3하부영역(DA3)에 대한 하부플라즈마값이 상기 제1중앙영역(CA1)에 대한 중앙플라즈마값에 일치해지도록 상기 일체이동기구(61)를 제어할 수 있다. 상기 제3하부영역(DA3)에 대한 하부플라즈마값이 상기 제1중앙영역(CA1)에 대한 중앙플라즈마값에 비해 더 크므로, 상기 일체이동기구(61)는 상기 제어모듈(74)의 제어에 따라 상기 하부거리(DD)가 증가하도록 상기 마그넷모듈(52)들 전부를 이동시킬 수 있다. 이 경우, 상기 마그넷모듈(52)들 전부가 이동하므로, 상기 중앙플라즈마값들, 상기 상부플라즈마값들, 및 상기 하부플라즈마값들 전부가 조절될 수 있다.
도 1 내지 도 6을 참고하면, 상기 제어부(7)는 전환모듈(76, 도 6에 도시됨)을 포함할 수 있다.
상기 전환모듈(76)은 상기 최대 중앙플라즈마값이 기설정된 전환값을 초과하였는지 여부를 판단하는 것이다. 상기 전환값은 상기 스퍼터링공정의 진행으로 상기 타겟(3)에 침식이 발생함에 따라 상기 최대 중앙플라즈마값을 기준으로 하여 플라즈마의 강도를 조절하는 것으로는 상기 타겟(3)에 발생한 침식률의 차이를 보상할 수 없는 플라즈마값일 수 있다. 상기 전환값은 사전 테스트 등을 통해 도출되어서 사용자에 의해 미리 설정될 수 있다. 상기 전환값은 상기 저장모듈(75)에 저장될 수 있다.
상기 전환모듈(76)은 상기 최대 중앙플라즈마값이 상기 전환값을 초과하였는지 여부에 대한 판단 결과를 상기 비교모듈(72) 및 상기 제어모듈(74) 중에서 적어도 하나에 제공할 수 있다. 상기 최대 중앙플라즈마값이 상기 전환값을 초과한 것으로 판단된 경우, 상기 제어모듈(74)은 상기 마그넷부(5)에 대한 상기 제1축방향(X축 방향)으로의 이동이 정지되도록 상기 이동부(6)를 제어할 수 있다. 이 경우, 상기 제어모듈(74)은 상기 마그넷모듈(51)들 전부에 대한 상기 제1축방향(X축 방향)으로의 이동이 정지되도록 상기 일체이동기구(61)를 제어할 수 있다. 이에 따라, 상기 스퍼터링공정은 상기 마그넷모듈(51)들 전부에 대한 상기 제1축방향(X축 방향)으로의 이동이 정지된 상태에서 진행될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 스퍼터링장치(1)는 상기 타겟(3)의 수명주기에서 말기에 속하는 정도로 상기 스퍼터링공정이 진행된 경우에도, 상기 마그넷모듈(51)들에 대한 제어방식을 변경함으로써 상기 타겟(3)의 전체 사용량을 더 증대시킬 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 스퍼터링장치(1)는 상기 마그넷모듈(51)들에 대한 제어방식 변경을 통해 상기 기판(100)에 증착된 박막에 대한 두께와 막질의 균일도를 향상시킬 수 있다. 한편, 상기 최대 중앙플라즈마값이 상기 전환값 이하인 것으로 판단된 경우, 상기 비교모듈(72)은 상기 상위값을 도출한 후에 상기 상위값과 상기 최대 중앙플라즈마값이 일치하는지 여부를 판단할 수 있다.
도 1 내지 도 7을 참고하면, 본 발명에 따른 스퍼터링장치(1)는 스윙부(8, 도 6에 도시됨)를 포함할 수 있다.
상기 스윙부(8)는 상기 마그넷부(5)를 상기 타겟(3)에 대해 상대적으로 스윙(Swing)시키는 것이다. 예컨대, 상기 스윙부(8)는 상기 마그넷부(5)를 상기 제2축방향(Y축 방향)으로 왕복 이동시킴으로써, 상기 마그넷부(5)를 스윙시킬 수 있다. 예컨대, 상기 스윙부(8)는 상기 마그넷부(5)를 상기 상하방향(Z축 방향)으로 왕복 이동시킴으로써, 상기 마그넷부(5)를 스윙시킬 수도 있다. 예컨대, 상기 스윙부(8)는 상기 마그넷부(5)를 상기 제2축방향(Y축 방향)으로 왕복 이동시킴과 아울러 상기 상하방향(Z축 방향)으로 왕복 이동시킴으로써, 상기 마그넷부(5)를 스윙시킬 수도 있다.
상기 스윙부(8)는 상기 이동부(6)에 결합되어서 상기 이동부(6)를 스윙시킴으로써, 상기 마그넷부(5)를 스윙시킬 수 있다. 상기 스윙부(8)는 상기 마그넷부(5)에 결합되어서 상기 마그넷부(5)를 스윙시킬 수도 있다. 이 경우, 상기 이동부(6)는 상기 스윙부(8)에 결합되어서 상기 스윙부(8)를 상기 제1축방향(X축 방향)을 따라 이동시킴으로써, 상기 마그넷부(5)를 상기 제1축방향(X축 방향)을 따라 이동시킬 수 있다. 상기 스윙부(8)는 유압실린더 또는 공압실린더를 이용한 실린더방식, 랙기어(Rack Gear)와 피니언기어(Pinion Gear)를 이용한 기어방식, 볼스크류(Ball Screw)와 볼너트(Ball Nut)를 이용한 볼스크류방식, 코일(Coil)과 영구자석을 이용한 리니어모터방식 등을 통해 상기 마그넷부(5)를 스윙시킬 수 있다.
상기 스윙부(8)는 상기 마그넷모듈(51)들 전부를 스윙시킬 수 있다. 상기 스윙부(8)는 상기 마그넷모듈(51)들이 상기 타겟(3)에 대해 상대적으로 스윙하는 스윙거리(SWD)(SWD, 도 7에 도시됨)를 조절할 수 있다. 상기 스윙부(8)는 상기 마그넷모듈(51)들이 상기 제2축방향(Y축 방향)으로 왕복 이동하는 거리를 조절함으로써 상기 스윙거리(SWD)를 조절할 수 있다. 상기 스윙부(8)는 상기 마그넷모듈(51)들이 상기 상하방향(Z축 방향)으로 왕복 이동하는 거리를 조절함으로써 상기 스윙거리(SWD)를 조절할 수도 있다. 상기 스윙부(8)는 상기 마그넷모듈(51)들이 상기 제2축방향(Y축 방향)으로 왕복 이동하는 거리 및 상기 마그넷모듈(51)들이 상기 상하방향(Z축 방향)으로 왕복 이동하는 거리 모두를 조절함으로써 상기 스윙거리(SWD)를 조절할 수도 있다.
이에 따라, 본 발명에 따른 스퍼터링장치(1)는 상기 스윙거리(SWD)를 조절할 수 있도록 구현됨으로써, 상기 타겟(3)에 대한 전체 사용량을 증대시킬 수 있다. 예컨대, 본 발명에 따른 스퍼터링장치(1)는 상기 스윙거리(SWD)를 증대시켜서 상기 타겟(3)에서 침식이 발생하는 부분의 면적을 넓힐 수 있으므로, 상기 타겟(3)이 사용되는 면적을 넓혀서 상기 타겟(3)에 대한 전체 사용량을 증대시킬 수 있다.
상기 스윙부(8)는 상기 마그넷모듈(51)들이 스윙경로의 양단에서 대기하는 대기시간을 조절할 수 있다. 상기 마그넷모듈(51)들이 상기 제2축방향(Y축 방향)으로 왕복 이동하는 스윙경로이면, 상기 스윙부(8)는 상기 마그넷모듈(51)들이 상기 스윙경로의 좌단과 우단 각각에서 정지한 상태로 있는 시간을 조절함으로써 상기 대기시간을 조절할 수 있다. 상기 마그넷모듈(51)들이 상기 상하방향(Z축 방향)으로 왕복 이동하는 스윙경로이면, 상기 스윙부(8)는 상기 마그넷모듈(51)들이 상기 스윙경로의 상단과 하단 각각에서 정지한 상태로 있는 시간을 조절함으로써 상기 대기시간을 조절할 수 있다. 상기 마그넷모듈(51)들이 상기 제2축방향(Y축 방향)으로 왕복 이동함과 아울러 상기 상하방향(Z축 방향)으로 왕복 이동하는 스윙경로이면, 상기 스윙부(8)는 상기 마그넷모듈(51)이 상기 스윙경로의 좌단과 우단 각각에서 정지한 상태로 있는 시간 및 상기 마그넷모듈(51)이 상기 스윙경로의 상단과 하단 각각에서 정지한 상태로 있는 시간 중에서 적어도 하나를 조절함으로써 상기 대기시간을 조절할 수 있다.
이에 따라, 본 발명에 따른 스퍼터링장치(1)는 상기 대기시간을 조절할 수 있도록 구현됨으로써, 상기 타겟(3)에 대한 전체 사용량을 증대시킬 수 있다. 예컨대, 본 발명에 따른 스퍼터링장치(1)는 상기 대기시간을 증대시켜서 상기 타겟(3)의 양단에서 침식이 발생하는 정도를 증대시킬 수 있으므로, 상기 타겟(3)의 양단에 대한 사용량을 증대시킬 수 있다. 상기 스윙부(8)는 상기 스윙거리(SWD) 및 상기 대기시간 모두를 조절할 수도 있다.
본 발명에 따른 스퍼터링장치(1)가 상기 스윙부(8)를 포함하는 경우, 상기 제어부(7)는 변경모듈(77, 도 6에 도시됨)을 포함할 수 있다.
상기 변경모듈(77)은 상기 스윙거리(SWD)와 상기 대기시간 중에서 적어도 하나가 변경되도록 상기 스윙부(8)를 제어하는 것이다. 상기 변경모듈(77)은 상기 최대 중앙플라즈마값을 기준으로 하여 상기 마그넷모듈(51)들 전부가 상기 제1축방향(X축 방향)으로 이동될 때, 상기 스윙거리(SWD) 및 상기 대기시간 중에서 적어도 하나가 변경되도록 상기 스윙부(8)를 제어할 수 있다. 예컨대, 상기 마그넷모듈(51) 전부가 상기 타겟(3)으로부터 이격된 이격거리(D)가 감소되도록 이동되는 경우, 상기 변경모듈(77)은 상기 스윙거리(SWD)와 상기 대기시간 중에서 적어도 하나가 감소되도록 상기 스윙부(8)를 제어할 수 있다. 예컨대, 상기 마그넷모듈(51) 전부가 상기 타겟(3)으로부터 이격된 이격거리(D)가 증대되도록 이동되는 경우, 상기 변경모듈(77)은 상기 스윙거리(SWD)와 상기 대기시간 중에서 적어도 하나가 증대되도록 상기 스윙부(8)를 제어할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 스퍼터링장치(1)는 상기 변경모듈(77)을 이용하여 상기 스윙거리(SWD)와 상기 대기시간 중에서 적어도 하나를 변경하도록 구현됨으로써, 상기 스퍼터링공정을 수행하는 도중에 다양한 요인으로 인해 변화하는 공정조건, 환경조건 등에 대한 대응력을 더 향상시킴으로써, 상기 스퍼터링공정의 효율을 더 향상시킬 수 있다.
상기 변경모듈(77)은 기설정된 변경조건에 따라 상기 스윙거리(SWD)와 상기 대기시간 중에서 적어도 하나가 변경되도록 상기 스윙부(8)를 제어할 수도 있다. 상기 변경모듈(77)은 상기 추출모듈(71)이 추출한 값들을 이용하여 상기 변경조건을 만족하는지 여부를 판단하고, 판단 결과에 따라 상기 스윙부(8)를 제어할 수 있다. 이를 구체적으로 살펴보면, 다음과 같다.
우선, 상기 변경모듈(77)은 상기 최대 중앙플라즈마값 또는 적산전력량이 기설정된 변경시작값 이상이면, 상기 스윙거리(SWD)와 상기 대기시간 중에서 적어도 하나에 대한 변경이 시작되도록 상기 스윙부(8)를 제어할 수 있다. 상기 변경시작값은 사전 테스트 등을 통해 도출되어서 사용자에 의해 미리 설정될 수 있다. 상기 변경시작값은 상기 저장모듈(75)에 저장될 수 있다. 상기 마그넷모듈(51)들 전부가 상기 제1축방향(X축 방향)으로 이동되더라도, 상기 변경모듈(77)은 상기 최대 중앙플라즈마값 또는 적산전력량이 상기 변경시작값 미만이면 상기 스윙거리(SWD)와 상기 대기시간이 변경되지 않고 유지되도록 상기 스윙부(8)를 제어할 수 있다. 이 경우, 상기 변경모듈(77)은 상기 최대 중앙플라즈마값 또는 적산전력량이 상기 변경시작값 이상이 되기 이전에 미리 설정된 스윙거리(SWD)와 대기시간에 따라 상기 마그넷모듈(51)들이 스윙되도록 상기 스윙부(8)를 제어할 수 있다.
다음, 상기 스윙거리(SWD)와 상기 대기시간 중에서 적어도 하나에 대한 변경이 시작된 이후에, 상기 변경모듈(77)은 상기 최대 중앙플라즈마값을 기준으로 하여 상기 마그넷모듈(51)들 전부가 상기 제1축방향(X축 방향)을 따라 이동되는 것에 연동하여 상기 스윙거리(SWD)와 상기 대기시간 중에서 적어도 하나가 변경되도록 상기 스윙부(8)를 제어할 수 있다. 상기 변경모듈(77)은 상기 마그넷모듈(51)들 전부가 상기 제1축방향(X축 방향)을 따라 이동하는 이동방향과 이동거리에 연동하여 상기 스윙거리(SWD)와 상기 대기시간 중에서 적어도 하나가 변경되도록 상기 스윙부(8)를 제어할 수 있다. 이 경우, 상기 마그넷모듈(51)들 전부가 상기 제1축방향(X축 방향)을 따라 이동하는 이동방향과 이동거리에 연동하여 상기 스윙거리(SWD)와 상기 대기시간 중에서 적어도 하나를 변경하는 정도는, 사전 테스트 등을 통해 도출되어서 사용자에 의해 미리 설정될 수 있다.
다음, 상기 스윙거리(SWD)와 상기 대기시간 중에서 적어도 하나에 대한 변경이 시작된 이후에, 상기 변경모듈(77)은 상기 최대 중앙플라즈마값 또는 적산전력량이 기설정된 변경중단값 이상이면 상기 스윙거리(SWD)와 상기 대기시간 중에서 적어도 하나에 대한 변경이 중단되도록 상기 스윙부(8)를 제어할 수 있다. 상기 변경중단값은 사전 테스트 등을 통해 도출되어서 사용자에 의해 미리 설정될 수 있다. 상기 변경중단값은 상기 저장모듈(75)에 저장될 수 있다. 상기 마그넷모듈(51)들 전부가 상기 제1축방향(X축 방향)으로 이동되더라도, 상기 변경모듈(77)은 상기 최대 중앙플라즈마값 또는 적산전력량이 상기 변경중단값 이상이면 상기 스윙거리(SWD)와 상기 대기시간이 변경되지 않고 유지되도록 상기 스윙부(8)를 제어할 수 있다. 이 경우, 상기 변경모듈(77)은 상기 최대 중앙플라즈마값 또는 적산전력량이 상기 변경중단값 이상이 되기 직전에 마지막으로 변경된 스윙거리(SWD)와 대기시간에 따라 상기 마그넷모듈(51)들이 스윙되도록 상기 스윙부(8)를 제어할 수 있다. 한편, 상기 최대 중앙플라즈마값이 상기 전환값을 초과한 것으로 판단된 경우, 상기 변경모듈(77)은 상기 변경중단값에 관계없이 상기 스윙거리(SWD)와 상기 대기시간 중에서 적어도 하나에 대한 변경이 중단되도록 상기 스윙부(8)를 제어할 수 있다. 이 경우, 상기 변경모듈(77)은 상기 최대 중앙플라즈마값이 상기 전환값을 초과하기 직전에 마지막으로 변경된 스윙거리(SWD)와 대기시간에 따라 상기 마그넷모듈(51)들이 스윙되도록 상기 스윙부(8)를 제어할 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 스퍼터링장치(1)는 상기 변경조건에 따라 상기 스윙거리(SWD)와 상기 대기시간 중에서 적어도 하나가 변경되도록 구현됨으로써, 상기 스퍼터링공정을 수행하는 도중에 다양한 요인으로 인해 변화하는 공정조건, 환경조건 등에 대한 대응력을 더 향상시킬 수 있다. 상기 변경시작값 및 상기 변경중단값은 각각 상기 변경조건에 해당할 수 있다.
본 발명에 따른 스퍼터링장치(1)가 상기 스윙부(8)를 포함하는 경우, 상기 제어부(7)는 변환모듈(78)을 포함할 수 있다.
상기 변환모듈(78)은 기설정된 변환조건에 따라 상기 스윙거리(SWD)와 상기 대기시간 중에서 적어도 하나가 변환되도록 상기 스윙부(8)를 제어하는 것이다. 상기 변환모듈(78)은 상기 추출모듈(71)이 추출한 값들을 이용하여 상기 변환조건을 만족하는지 여부를 판단하고, 판단 결과에 따라 상기 스윙부(8)를 제어할 수 있다. 상기 변환조건은 상기 스퍼터링공정의 진행으로 상기 타겟(3)에 침식이 발생함에 따라 상기 스윙거리(SWD)와 상기 대기시간을 유지하여서는 상기 타겟(3)에 발생한 침식률의 차이를 보상할 수 없는 경우일 수 있다. 상기 변환조건은 사전 테스트 등을 통해 도출되어서 사용자에 의해 미리 설정될 수 있다. 상기 변환조건은 상기 저장모듈(75)에 저장될 수 있다. 상기 변환모듈(78)이 상기 변환조건을 만족한 것으로 판단한 경우, 상기 제어모듈(74)은 상기 스윙거리(SWD)와 상기 대기시간 중에서 적어도 하나가 변환되도록 상기 스윙부(8)를 제어할 수 있다.
상기 변환모듈(78)은 상기 마그넷모듈(51)들에 대한 상기 제1축방향(X축 방향)으로의 이동과 관계없이, 상기 변환조건에 따라 상기 스윙거리(SWD)와 상기 대기시간 중에서 적어도 하나가 변환되도록 상기 스윙부(8)를 제어할 수 있다. 즉, 상기 변환모듈(78)에 의한 상기 스윙부(8) 제어 및 상기 제어모듈(74)에 의한 상기 이동부(6) 제어는 서로 독립적으로 이루어질 수 있다.
상기 변환모듈(78)은 상기 최대 중앙플라즈마값과 상기 최대 상부플라즈마값의 차이가 기설정된 기준값을 초과하는 경우 및 상기 최대 중앙플라즈마값과 상기 최대 하부플라즈마값과의 차이가 상기 기준값을 초과하는 경우 중에서 어느 하나에 해당하면, 상기 스윙거리(SWD)와 상기 대기시간 중에서 적어도 하나가 변환되도록 상기 스윙부(8)를 제어할 수 있다. 상기 기준값은 사전 테스트 등을 통해 도출되어서 사용자에 의해 미리 설정될 수 있다. 상기 기준값은 상기 저장모듈(75)에 저장될 수 있다. 상기 기준값은 상기 변환조건에 해당할 수 있다.
예컨대, 상기 최대 중앙플라즈마값과 상기 최대 상부플라즈마값의 차이가 상기 기준값을 초과한 경우, 상기 변환모듈(78)은 상기 스윙거리(SWD)와 상기 대기시간 중에서 적어도 하나가 증가되도록 상기 스윙부(8)를 제어할 수 있다. 상기 최대 중앙플라즈마값과 상기 최대 상부플라즈마값의 차이가 상기 기준값 이하인 경우, 상기 변환모듈(78)은 상기 스윙거리(SWD)와 상기 대기시간이 변환되지 않고 유지되도록 상기 스윙부(8)를 제어할 수 있다.
예컨대, 상기 최대 중앙플라즈마값과 상기 최대 하부플라즈마값과의 차이가 상기 기준값을 초과한 경우, 상기 변환모듈(78)은 상기 스윙거리(SWD)와 상기 대기시간 중에서 적어도 하나가 증가되도록 상기 스윙부(8)를 제어할 수 있다. 상기 최대 중앙플라즈마값과 상기 최대 하부플라즈마값과의 차이가 상기 기준값 이하인 경우, 상기 변환모듈(78)은 상기 스윙거리(SWD)와 상기 대기시간이 변환되지 않고 유지되도록 상기 스윙부(8)를 제어할 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 스퍼터링장치(1)는 상기 변환모듈(78)을 이용하여 상기 스윙거리(SWD)와 상기 대기시간 중에서 적어도 하나를 변환하도록 구현됨으로써, 상기 스퍼터링공정을 수행하는 도중에 다양한 요인으로 인해 변화하는 공정조건, 환경조건 등에 대한 대응력을 더 향상시킴으로써, 상기 스퍼터링공정의 효율을 더 향상시킬 수 있다.
상기 변환모듈(78)은 상기 최대 중앙플라즈마값 또는 적산전력량을 변환조건으로 하여 상기 스윙거리(SWD)와 상기 대기시간 중에서 적어도 하나가 변환되도록 상기 스윙부(8)를 제어할 수도 있다. 이를 구체적으로 살펴보면, 다음과 같다.
우선, 상기 변환모듈(78)은 상기 최대 중앙플라즈마값 또는 적산전력량이 기설정된 변환시작값 이상이면, 상기 스윙거리(SWD)와 상기 대기시간 중에서 적어도 하나에 대한 변환이 시작되도록 상기 스윙부(8)를 제어할 수 있다. 상기 변환시작값은 사전 테스트 등을 통해 도출되어서 사용자에 의해 미리 설정될 수 있다. 상기 변환시작값은 상기 저장모듈(75)에 저장될 수 있다. 상기 변환모듈(78)은 상기 최대 중앙플라즈마값 또는 적산전력량이 상기 변환시작값 미만이면 상기 스윙거리(SWD)와 상기 대기시간이 변환되지 않고 유지되도록 상기 스윙부(8)를 제어할 수 있다. 이 경우, 상기 변환모듈(78)은 상기 최대 중앙플라즈마값 또는 적산전력량이 상기 변환시작값 이상이 되기 이전에 미리 설정된 스윙거리(SWD)와 대기시간에 따라 상기 마그넷모듈(51)들이 스윙되도록 상기 스윙부(8)를 제어할 수 있다.
다음, 상기 스윙거리(SWD)와 상기 대기시간 중에서 적어도 하나에 대한 변환이 시작된 이후에, 상기 변환모듈(78)은 상기 변환시작값을 기준으로 하여 기설정된 복수개의 변환간격값 이상이 될 때마다 상기 스윙거리(SWD)와 상기 대기시간 중에서 적어도 하나가 변환되도록 상기 스윙부(8)를 제어할 수 있다. 상기 변환간격값은 상기 변환시작값을 기준으로 하여 미리 설정된 간격값으로, 사전 테스트 등을 통해 도출되어서 사용자에 의해 미리 설정될 수 있다. 상기 변환간격값은 상기 저장모듈(75)에 저장될 수 있다. 예컨대, 상기 변환모듈(78)은 상기 변환시작값을 기준으로 하여 20씩 증가할 때마다 상기 스윙거리(SWD)와 상기 대기시간 중에서 적어도 하나가 변환되도록 상기 스윙부(8)를 제어할 수 있다. 이 경우, 상기 변환간격값 이상이 될 때마다 상기 스윙거리(SWD)와 상기 대기시간 중에서 적어도 하나를 변환하는 정도는, 사전 테스트 등을 통해 도출되어서 사용자에 의해 미리 설정될 수 있다.
다음, 상기 스윙거리(SWD)와 상기 대기시간 중에서 적어도 하나에 대한 변환이 시작된 이후에, 상기 변환모듈(78)은 상기 최대 중앙플라즈마값 또는 적산전력량이 기설정된 변환중단값 이상이면 상기 스윙거리(SWD)와 상기 대기시간 중에서 적어도 하나에 대한 변환이 중단되도록 상기 스윙부(8)를 제어할 수 있다. 상기 변환중단값은 사전 테스트 등을 통해 도출되어서 사용자에 의해 미리 설정될 수 있다. 상기 변환중단값은 상기 저장모듈(75)에 저장될 수 있다. 상기 최대 중앙플라즈마값 또는 적산전력량이 상기 변환중단값 이상이 되면, 상기 변환모듈(78)은 상기 최대 중앙플라즈마값 또는 적산전력량이 상기 변환중단값 이상이 되기 직전에 마지막으로 변환된 스윙거리(SWD)와 대기시간에 따라 상기 마그넷모듈(51)들이 스윙되도록 상기 스윙부(8)를 제어할 수 있다.
한편, 상기 최대 중앙플라즈마값이 상기 전환값을 초과한 것으로 판단된 경우, 상기 변환모듈(78)은 상기 변환중단값에 관계없이 상기 스윙거리(SWD)와 상기 대기시간 중에서 적어도 하나에 대한 변환이 중단되도록 상기 스윙부(8)를 제어할 수 있다. 이 경우, 상기 변환모듈(78)은 상기 최대 중앙플라즈마값이 상기 전환값을 초과하기 직전에 마지막으로 변환된 스윙거리(SWD)와 대기시간에 따라 상기 마그넷모듈(51)들이 스윙되도록 상기 스윙부(8)를 제어할 수 있다.
한편, 상기 최대 중앙플라즈마값이 상기 전환값을 초과한 것으로 판단된 경우에도, 상기 변환모듈(78)은 상기 최대 중앙플라즈마값 또는 적산전력량이 상기 변환중단값 이상이 될 때까지 상기 최대 중앙플라즈마값 또는 적산전력량에 따라 상기 스윙거리(SWD)와 상기 대기시간 중에서 적어도 하나가 변환되도록 상기 스윙부(8)를 제어할 수도 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 스퍼터링장치(1)는 상기 변환조건에 따라 상기 스윙거리(SWD)와 상기 대기시간 중에서 적어도 하나가 변환되도록 구현됨으로써, 상기 스퍼터링공정을 수행하는 도중에 다양한 요인으로 인해 변화하는 공정조건, 환경조건 등에 대한 대응력을 더 향상시킬 수 있다. 상기 변환시작값, 상기 변환간격값, 및 상기 변환중단값은 각각 상기 변환조건에 해당할 수 있다.
한편, 상기에서는 상기 변환모듈(78)이 상기 변환조건에 따라 상기 스윙부(8)를 제어함과 아울러 상기 변경모듈(77)이 상기 변경조건에 따라 상기 스윙부(8)를 제어하는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되지 않으며 본 발명에 따른 스퍼터링장치(1)는 상기 변환모듈(78)이 상기 변환조건 및 상기 변경조건 각각에 따라 상기 스윙부(8)를 제어하도록 구현될 수도 있다. 이 경우, 상기 제어부(7)는 상기 스윙부(8)를 제어하기 위해 상기 변경모듈(77)을 별도로 구비하지 않고, 상기 변환모듈(78)만을 포함하도록 구현될 수 있다. 본 발명에 따른 스퍼터링장치(1)는 상기 제어모듈(74)이 상기 변환조건 및 상기 변경조건 각각에 따라 상기 스윙부(8)를 제어하도록 구현될 수도 있다. 이 경우, 상기 제어부(7)는 상기 스윙부(8)를 제어하기 위해 상기 변경모듈(77)과 상기 변환모듈(78)을 별도로 구비하지 않고, 상기 제어모듈(74)만을 포함하도록 구현될 수 있다.
도 8 내지 도 10을 참고하면, 본 발명의 변형된 실시예에 따른 스퍼터링장치(1)는 상기 지지부(2), 상기 타겟(3), 상기 획득부(4), 상기 마그넷부(5), 및 상기 이동부(6)를 포함할 수 있다. 상기 지지부(2), 상기 타겟(3), 상기 획득부(4), 상기 마그넷부(5), 및 상기 이동부(6)는 상술한 본 발명에 따른 스퍼터링장치(1)에서 설명한 바와 대략 일치하므로, 이하에서는 차이점이 있는 부분을 위주로 하여 설명한다.
도 8 내지 도 10을 참고하면, 상기 마그넷모듈(51)들은 각각 중앙마그넷(511), 상부마그넷(512), 및 하부마그넷(513)을 포함할 수 있다.
상기 중앙마그넷(511)은 상기 중앙영역(CA)에 생성된 플라즈마의 강도를 조절하는 것이다. 상기 중앙마그넷(511)은 상기 제1축방향(X축 방향)을 기준으로 하여 상기 타겟(3)으로부터 상기 중앙거리(CD)만큼 이격된 위치에 배치될 수 있다. 상기 중앙거리(CD)는 상기 제1축방향(X축 방향)을 기준으로 상기 중앙마그넷(511)이 상기 중앙타겟면(311)으로부터 이격된 거리를 의미할 수 있다. 상기 중앙거리(CD)가 변동되면, 상기 중앙영역(CA)에 생성된 플라즈마의 강도가 변동될 수 있다.
상기 상부마그넷(512)은 상기 상부영역(UA)에 생성된 플라즈마의 강도를 조절하는 것이다. 상기 상부마그넷(512)은 상기 제1축방향(X축 방향)을 기준으로 하여 상기 타겟(3)으로부터 상기 상부거리(UD)만큼 이격된 위치에 배치될 수 있다. 상기 상부거리(UD)는 상기 제1축방향(X축 방향)을 기준으로 상기 상부마그넷(512)이 상기 상부타겟면(312)으로부터 이격된 거리를 의미할 수 있다. 상기 상부거리(UD)가 변동되면, 상기 상부영역(UA)에 생성된 플라즈마의 강도가 변동될 수 있다.
상기 하부마그넷(513)은 상기 하부영역(DA)에 생성된 플라즈마의 강도를 조절하는 것이다. 상기 하부마그넷(513)은 상기 제1축방향(X축 방향)을 기준으로 하여 상기 타겟(3)으로부터 상기 하부거리(DD)만큼 이격된 위치에 배치될 수 있다. 상기 하부거리(DD)는 상기 제1축방향(X축 방향)을 기준으로 상기 하부마그넷(513)이 상기 하부타겟면(313)으로부터 이격된 거리를 의미할 수 있다. 상기 하부거리(DD)가 변동되면, 상기 하부영역(DA)에 생성된 플라즈마의 강도가 변동될 수 있다.
도 10에 도시된 바와 같이 상기 마그넷부(5)가 상기 제1마그넷모듈(51a), 상기 제2마그넷모듈(51b), 및 상기 제3마그넷모듈(51c)을 포함하는 경우, 상기 제1마그넷모듈(51a), 상기 제2마그넷모듈(51b), 및 상기 제3마그넷모듈(51c)은 다음과 같이 구현될 수 있다.
우선, 상기 제1마그넷모듈(51a)은 제1중앙마그넷(511a), 제1상부마그넷(512a), 및 제1하부마그넷(513a)을 포함할 수 있다. 상기 제1중앙마그넷(511a)은 상기 제1중앙영역(CA1)에 생성된 플라즈마의 강도를 조절할 수 있다. 상기 제1상부마그넷(512a)은 상기 제1상부영역(UA1)에 생성된 플라즈마의 강도를 조절할 수 있다. 상기 제1하부마그넷(513a)은 상기 제1하부영역(DA1)에 생성된 플라즈마의 강도를 조절할 수 있다.
다음, 상기 제2마그넷모듈(51b)은 제2중앙마그넷(511b), 제2상부마그넷(512b), 및 제2하부마그넷(513b)을 포함할 수 있다. 상기 제2중앙마그넷(511b)은 상기 제2중앙영역(CA2)에 생성된 플라즈마의 강도를 조절할 수 있다. 상기 제2상부마그넷(512b)은 상기 제2상부영역(UA2)에 생성된 플라즈마의 강도를 조절할 수 있다. 상기 제2하부마그넷(513b)은 상기 제2하부영역(DA2)에 생성된 플라즈마의 강도를 조절할 수 있다.
다음, 상기 제3마그넷모듈(51c)은 제3중앙마그넷(511c), 제3상부마그넷(512c), 및 제3하부마그넷(513c)을 포함할 수 있다. 상기 제3중앙마그넷(511c)은 상기 제3중앙영역(CA3)에 생성된 플라즈마의 강도를 조절할 수 있다. 상기 제3상부마그넷(512c)은 상기 제3상부영역(UA3)에 생성된 플라즈마의 강도를 조절할 수 있다. 상기 제3하부마그넷(513c)은 상기 제3하부영역(DA3)에 생성된 플라즈마의 강도를 조절할 수 있다.
도 8 내지 도 11을 참고하면, 상기 이동부(6)는 중앙이동기구(62), 상부이동기구(63), 및 하부이동기구(64)를 포함할 수 있다.
상기 중앙이동기구(62)는 상기 중앙마그넷(511)들 전부를 상기 제1축방향(X축 방향)을 따라 함께 이동시키는 것이다. 상기 중앙이동기구(62)는 상기 중앙마그넷(511)들 전부를 이동시킴으로써, 상기 중앙거리(CA)들 전부를 변동시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 중앙이동기구(62)는 상기 중앙플라즈마값들 전부를 조절할 수 있다. 상기 중앙이동기구(62)는 중앙연결부재(621, 도 11에 도시됨)를 통해 상기 중앙마그넷(511)들 전부에 연결될 수 있다. 상기 중앙연결부재(621)는 상기 중앙마그넷(511)들 전부에 결합된 것이다. 이에 따라, 상기 중앙이동기구(62)는 상기 중앙연결부재(621)를 이동시킴으로써, 상기 중앙마그넷(511)들 전부를 이동시킬 수 있다. 도 11에는 하나의 중앙연결부재(621)가 상기 중앙마그넷(511)들에 결합된 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않으며 2개 이상의 중앙연결부재(621)가 상기 중앙마그넷(511)들에 결합될 수도 있다. 상기 중앙마그넷(511)들에 복수개의 중앙연결부재(621)가 결합된 경우, 상기 중앙이동기구(62)는 상기 중앙연결부재(621)들 중에서 적어도 하나에 결합될 수 있다.
상기 상부이동기구(63)는 상기 상부마그넷(512)들 전부를 상기 제1축방향(X축 방향)을 따라 함께 이동시키는 것이다. 상기 상부이동기구(63)는 상기 상부마그넷(512)들 전부를 이동시킴으로써, 상기 상부거리(UA)들 전부를 변동시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 상부이동기구(63)는 상기 상부플라즈마값들 전부를 조절할 수 있다. 상기 상부이동기구(63)는 상부연결부재(631, 도 11에 도시됨)를 통해 상기 상부마그넷(512)들 전부에 연결될 수 있다. 상기 상부연결부재(631)는 상기 상부마그넷(512)들 전부에 결합된 것이다. 이에 따라, 상기 상부이동기구(63)는 상기 상부연결부재(631)를 이동시킴으로써, 상기 상부마그넷(512)들 전부를 이동시킬 수 있다. 도 11에는 하나의 상부연결부재(631)가 상기 상부마그넷(512)들에 결합된 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않으며 2개 이상의 상부연결부재(631)가 상기 상부마그넷(512)들에 결합될 수도 있다. 상기 상부마그넷(512)들에 복수개의 상부연결부재(631)가 결합된 경우, 상기 상부이동기구(63)는 상기 상부연결부재(631)들 중에서 적어도 하나에 결합될 수 있다.
상기 하부이동기구(64)는 상기 하부마그넷(513)들 전부를 상기 제1축방향(X축 방향)을 따라 함께 이동시키는 것이다. 상기 하부이동기구(64)는 상기 하부마그넷(513)들 전부를 이동시킴으로써, 상기 하부거리(DA)들 전부를 변동시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 하부이동기구(64)는 상기 하부플라즈마값들 전부를 조절할 수 있다. 상기 하부이동기구(64)는 하부연결부재(641, 도 11에 도시됨)를 통해 상기 하부마그넷(513)들 전부에 연결될 수 있다. 상기 하부연결부재(641)는 상기 하부마그넷(513)들 전부에 결합된 것이다. 이에 따라, 상기 하부이동기구(64)는 상기 하부연결부재(641)를 이동시킴으로써, 상기 하부마그넷(513)들 전부를 이동시킬 수 있다. 도 11에는 하나의 하부연결부재(641)가 상기 하부마그넷(513)들에 결합된 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않으며 2개 이상의 하부연결부재(641)가 상기 하부마그넷(513)들에 결합될 수도 있다. 상기 하부마그넷(513)들에 복수개의 하부연결부재(641)가 결합된 경우, 상기 하부이동기구(64)는 상기 하부연결부재(641)들 중에서 적어도 하나에 결합될 수 있다.
상기 이동부(6)는 상기 일체이동기구(61)를 포함할 수 있다.
상기 일체이동기구(61)는 상기 중앙마그넷(511)들, 상기 상부마그넷들(512), 및 상기 하부마그넷(513)들 전부를 상기 제1축방향(X축 방향)을 따라 함께 이동시키는 것이다. 즉, 상기 일체이동기구(61)는 상기 마그넷모듈(51)들 전부를 상기 제1축방향(X축 방향)을 따라 함께 이동시킬 수 있다. 상기 일체이동기구(61)는 상기 중앙마그넷(511)들, 상기 상부마그넷들(512), 및 상기 하부마그넷(513)들 전부를 이동시킴으로써, 상기 중앙거리(CA)들, 상기 상부거리(UD)들, 및 상기 하부거리(DD)들 전부를 변동시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 일체이동기구(61)는 상기 중앙플라즈마값들, 상기 상부플라즈마값들, 및 상기 하부플라즈마값들 전부를 조절할 수 있다. 상기 일체이동기구(61)는 상기 중앙이동기구(62), 상기 상부이동기구(63), 및 상기 하부이동기구(64)에 결합될 수 있다. 이 경우, 상기 일체이동기구(61)는 상기 중앙이동기구(62), 상기 상부이동기구(63), 및 상기 하부이동기구(64)를 이동시킴으로써, 상기 중앙마그넷(511)들, 상기 상부마그넷들(512), 및 상기 하부마그넷(513)들 전부를 이동시킬 수 있다.
도 8 내지 도 12를 참고하면, 본 발명의 변형된 실시예에 따른 스퍼터링장치(1)는 상기 제어부(7)를 포함할 수 있다.
상기 제어부(7)는 상기 이동부(6)를 제어하는 것이다. 상기 제어부(7)는 상술한 본 발명에 따른 스퍼터링장치(1)에서 설명한 바와 대략 일치하므로, 이하에서는 차이점이 있는 부분을 위주로 하여 설명한다. 상기 제어부(7)는 상기 추출모듈(71), 상기 비교모듈(72), 상기 도출모듈(73), 및 상기 제어모듈(74)을 포함할 수 있다.
상기 추출모듈(71)은 상기 최대 중앙플라즈마값, 상기 최대 상부플라즈마값, 및 상기 최대 하부플라즈마값을 추출할 수 있다. 상기 추출모듈(71)은 상술한 본 발명에 따른 스퍼터링장치(1)에서 설명한 바와 동일하므로, 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
상기 비교모듈(72)은 상기 최대 상부플라즈마값과 상기 최대 하부플라즈마값 각각이 상기 최대 중앙플라즈마값에 일치하는지 여부를 판단할 수 있다. 상기 최대 상부플라즈마값, 상기 최대 하부플라즈마값, 및 상기최대 상부플라즈마값은 상기 추출모듈(71)에 의해 추출된 것이다.
상기 비교모듈(72)은 상기 최대 상부플라즈마값과 상기 최대 중앙플라즈마값이 완전히 일치하는 경우에, 상기 최대 상부플라즈마값과 상기 최대 중앙플라즈마값이 일치하는 것으로 판단할 수 있다. 이에 대해 변형된 실시예에 따르면, 상기 비교모듈(72)은 상기 최대 상부플라즈마값과 상기 최대 중앙플라즈마값의 차이가 상기 기준범위 이내이면 상기 최대 상부플라즈마값과 상기 최대 중앙플라즈마값이 일치하는 것으로 판단할 수 있다. 상기 비교모듈(72)은 상기 최대 상부플라즈마값과 상기 최대 중앙플라즈마값의 차이가 상기 기준범위를 벗어나면, 상기 최대 상부플라즈마값과 상기 최대 중앙플라즈마값이 일치하는 않는 것으로 판단할 수 있다.
상기 비교모듈(72)은 상기 최대 하부플라즈마값과 상기 최대 중앙플라즈마값이 완전히 일치하는 경우에, 상기 최대 하부플라즈마값과 상기 최대 중앙플라즈마값이 일치하는 것으로 판단할 수 있다. 이에 대해 변형된 실시예에 따르면, 상기 비교모듈(72)은 상기 최대 하부플라즈마값과 상기 최대 중앙플라즈마값의 차이가 상기 기준범위 이내이면 상기 최대 하부플라즈마값과 상기 최대 중앙플라즈마값이 일치하는 것으로 판단할 수 있다. 상기 비교모듈(72)은 상기 최대 하부플라즈마값과 상기 최대 중앙플라즈마값의 차이가 상기 기준범위를 벗어나면, 상기 최대 하부플라즈마값과 상기 최대 중앙플라즈마값이 일치하는 않는 것으로 판단할 수 있다.
상기 도출모듈(73)은 상기 최대 상부플라즈마값에 해당하는 상부기준영역을 도출할 수 있다. 상기 비교모듈(72)이 상기 최대 상부플라즈마값과 상기 최대 중앙플라즈마값이 상이한 것으로 판단하면, 상기 도출모듈(73)은 상기 상부기준영역을 도출할 수 있다. 상기 상부기준영역은 상기 상부영역(UA)들 중에서 플라즈마의 강도가 가장 큰 영역에 해당할 수 있다. 상기 도출모듈(73)은 상기 추출모듈(71)이 상기 최대 상부플라즈마값을 추출하면서 추가로 추출한 위치정보를 이용하여 상기 상부기준영역을 도출할 수 있다.
상기 도출모듈(73)은 상기 최대 하부플라즈마값에 해당하는 하부기준영역을 도출할 수 있다. 상기 비교모듈(72)이 상기 최대 하부플라즈마값과 상기 최대 중앙플라즈마값이 상이한 것으로 판단하면, 상기 도출모듈(73)은 상기 하부기준영역을 도출할 수 있다. 상기 하부기준영역은 상기 하부영역(DA)들 중에서 플라즈마의 강도가 가장 큰 영역에 해당할 수 있다. 상기 도출모듈(73)은 상기 추출모듈(71)이 상기 최대 하부플라즈마값을 추출하면서 추가로 추출한 위치정보를 이용하여 상기 하부기준영역을 도출할 수 있다.
한편, 상기 비교모듈(72)이 상기 최대 상부플라즈마값과 상기 최대 하부플라즈마값 각각이 상기 최대 중앙플라즈마값에 일치하는 것으로 판단하면, 상기 획득부(4)는 상기 중앙플라즈마값들, 상기 상부플라즈마값들, 및 상기 하부플라즈마값들을 재획득할 수 있다.
상기 제어모듈(74)은 상기 최대 상부플라즈마값과 상기 최대 중앙플라즈마값이 상이한 것으로 판단되면, 상기 도출모듈(73)이 도출한 상부기준영역에 대한 플라즈마의 강도가 상기 최대 중앙플라즈마값에 일치해지도록 상기 상부이동기구(63)를 제어할 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 스퍼터링장치(1)는 상기 상부기준영역에 대한 플라즈마의 강도를 감소시킴으로써, 상기 상부기준영역에 대응되는 타겟면(31)의 부분에 침식이 발생하는 정도를 감소시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 스퍼터링장치(1)는 상기 상부기준영역에 대응되는 타겟면(31)의 부분에 대한 사용량을 더 늘릴 수 있다. 상기 제어모듈(74)은 상기 상부마그넷(512)들 전부가 상기 제1축방향(X축 방향)을 따라 이동하도록 상기 상부이동기구(63)를 제어할 수 있다. 이에 따라, 상기 제어모듈(74)은 상기 상부플라즈마값들 전부를 조절할 수 있다. 상기 제어모듈(74)은 상기 중앙마그넷(511)들 전부에 대한 상기 제1축방향(X축 방향)으로의 이동이 정지된 상태에서 상기 상부기준영역에 대한 플라즈마의 강도가 상기 최대 중앙플라즈마값에 일치해지도록 상기 상부이동기구(63)를 제어할 수 있다. 이 경우, 상기 제어모듈(74)은 상기 중앙마그넷(511)들 전부에 대한 상기 제1축방향(X축 방향)으로의 이동이 정지된 상태로 유지되도록 상기 중앙이동기구(62)를 제어할 수 있다.
상기 제어모듈(74)은 상기 최대 하부플라즈마값과 상기 최대 중앙플라즈마값이 상이한 것으로 판단되면, 상기 도출모듈(73)이 도출한 하부기준영역에 대한 플라즈마의 강도가 상기 최대 중앙플라즈마값에 일치해지도록 상기 하부이동기구(64)를 제어할 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 스퍼터링장치(1)는 상기 하부기준영역에 대한 플라즈마의 강도를 감소시킴으로써, 상기 하부기준영역에 대응되는 타겟면(31)의 부분에 침식이 발생하는 정도를 감소시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 스퍼터링장치(1)는 상기 하부기준영역에 대응되는 타겟면(31)의 부분에 대한 사용량을 더 늘릴 수 있다. 상기 제어모듈(74)은 상기 하부마그넷(513)들 전부가 상기 제1축방향(X축 방향)을 따라 이동하도록 상기 하부이동기구(64)를 제어할 수 있다. 이에 따라, 상기 제어모듈(74)은 상기 하부플라즈마값들 전부를 조절할 수 있다. 상기 제어모듈(74)은 상기 중앙마그넷(511)들 전부에 대한 상기 제1축방향(X축 방향)으로의 이동이 정지된 상태에서 상기 하부기준영역에 대한 플라즈마의 강도가 상기 최대 중앙플라즈마값에 일치해지도록 상기 하부이동기구(64)를 제어할 수 있다. 이 경우, 상기 제어모듈(74)은 상기 중앙마그넷(511)들 전부에 대한 상기 제1축방향(X축 방향)으로의 이동이 정지된 상태로 유지되도록 상기 중앙이동기구(62)를 제어할 수 있다.
상기 제어부(7)가 상기 상부기준영역에 대한 플라즈마의 강도 및 상기 하부기준영역에 대한 플라즈마의 강도 각각이 상기 최대 중앙플라즈마값에 일치해지도록 상기 이동부(6)를 제어하는 과정을 예시적으로 살펴보면, 다음과 같다.
우선, 상기 중앙영역(CA)들 중에서 상기 제1중앙영역(CA1)에 대한 중앙플라즈마값이 가장 크고, 상기 상부영역(UA)들 중에서 상기 제2상부영역(UA2)에 대한 상부플라즈마값이 가장 크며, 상기 하부영역(DA)들 중에서 상기 제3하부영역(DA3)에 대한 하부플라즈마값이 가장 큰 경우를 예로 하여 설명한다.
다음, 상기 추출모듈(71)은 상기 제1중앙영역(CA1)에 대한 중앙플라즈마값을 상기 최대 중앙플라즈마값으로 추출하고, 상기 제2상부영역(UA2)에 대한 상부플라즈마값을 상기 최대 상부플라즈마값으로 추출하며, 상기 제3하부영역(DA3)에 대한 하부플라즈마값을 상기 최대 하부플라즈마값으로 추출할 수 있다.
다음, 상기 비교모듈(72)은 상기 제2상부영역(UA2)에 대한 상부플라즈마값과 상기 최대 중앙플라즈마값이 서로 상이한 것으로 판단할 수 있다. 상기 비교모듈(72)은 상기 제3하부영역(DA3)에 대한 하부플라즈마값과 상기 최대 중앙플라즈마값이 서로 상이한 것으로 판단할 수 있다.
다음, 상기 도출모듈(73)은 상기 제2상부영역(UA2)을 상기 상부기준영역으로 도출할 수 있다. 상기 도출모듈(73)은 상기 제3하부영역(DA3)을 상기 하부기준영역으로 도출할 수 있다.
다음, 상기 제어모듈(74)은 상기 제2상부영역(UA2)에 대한 상부플라즈마값이 상기 제1중앙영역(CA1)에 대한 중앙플라즈마값에 일치해지도록 상기 상부이동기구(63)를 제어할 수 있다. 이 경우, 상기 제어모듈(74)은 상기 중앙마그넷(511)들 전부에 대한 상기 제1축방향(X축 방향)으로의 이동이 정지된 상태에서 상기 상부마그넷(512)들 전부가 이동하도록 상기 중앙이동기구(62) 및 상기 상부이동기구(63)를 제어할 수 있다. 상기 제어모듈(74)은 상기 제3하부영역(DA3)에 대한 하부플라즈마값이 상기 제1중앙영역(CA1)에 대한 중앙플라즈마값에 일치해지도록 상기 하부이동기구(64)를 제어할 수 있다. 이 경우, 상기 제어모듈(74)은 상기 중앙마그넷(511)들 전부에 대한 상기 제1축방향(X축 방향)으로의 이동이 정지된 상태에서 상기 하부마그넷(513)들 전부가 이동하도록 상기 중앙이동기구(62) 및 상기 하부이동기구(64)를 제어할 수 있다.
도 8 내지 도 12를 참고하면, 상기 제어부(7)는 상기 전환모듈(76)을 포함할 수 있다. 상기 전환모듈(76)은 상기 최대 중앙플라즈마값이 상기 전환값을 초과하였는지 여부를 판단할 수 있다. 상기 전환모듈(76)은 상술한 본 발명에 따른 스퍼터링장치(1)에서 설명한 바와 동일하므로, 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
상기 전환모듈(76)에 의해 상기 최대 중앙플라즈마값이 상기 전환값을 초과한 것으로 판단된 경우, 상기 제어모듈(74)은 중앙마그넷(511)들, 상기 상부마그넷(512)들, 및 상기 하부마그넷(513)들이 함께 이동한 후에 상기 중앙마그넷(511)들만 추가로 이동하도록 상기 이동부(6)를 제어할 수 있다. 이 경우, 상기 제어모듈(74)은 상기 중앙마그넷(511)들, 상기 상부마그넷(512)들, 및 상기 하부마그넷(513)들이 함께 이동하도록 상기 일체이동기구(61)를 제어할 수 있다. 그 후, 상기 제어모듈(74)은 상기 중앙마그넷(511)들만 추가로 이동하도록 상기 중앙이동기구(62)를 제어할 수 있다. 상기 제어모듈(74)은 상기 최대 중앙플라즈마값이 기설정된 제1설정값이 되도록 상기 중앙마그넷(511)들, 상기 상부마그넷(512)들, 및 상기 하부마그넷(513)들을 함께 이동시킨 후에, 상기 최대 중앙플라즈마값이 기설정된 제2설정값이 되도록 상기 중앙마그넷(511)들만을 추가로 이동시킬 수 있다. 상기 제1설정값과 상기 제2설정값은 각각 상기 스퍼터링공정의 진행으로 상기 타겟(3)에 침식이 발생함에 따라 상기 최대 중앙플라즈마값이 상기 전환값을 초과한 이후에 상기 타겟(3)에 부분적으로 발생한 침식율의 차이를 보상할 수 있는 플라즈마값일 수 있다. 상기 제1설정값과 상기 제2설정값은 각각 사전 테스트 등을 통해 도출되어서 사용자에 의해 미리 설정될 수 있다. 상기 제1설정값과 상기 제2설정값은 각각 상기 저장모듈(75)에 저장될 수 있다. 상기 제1설정값과 상기 제2설정값은 서로 다른 값으로 설정될 수 있다.
상기 전환모듈(76)에 의해 상기 최대 중앙플라즈마값이 상기 전환값을 초과한 것으로 판단된 경우, 상기 제어모듈(74)은 상기 마그넷부(5)에 대한 상기 제1축방향(X축 방향)으로의 이동이 정지되도록 상기 이동부(6)를 제어할 수도 있다. 이 경우, 상기 제어모듈(74)은 상기 마그넷모듈(51)들 전부에 대한 상기 제1축방향(X축 방향)으로의 이동이 정지되도록 상기 중앙이동기구(62), 상기 상부이동기구(63), 상기 하부이동기구(64), 및 상기 일체이동기구(61)를 제어할 수 있다. 이에 따라, 상기 스퍼터링공정은 상기 마그넷모듈(51)들 전부에 대한 상기 제1축방향(X축 방향)으로의 이동이 정지된 상태에서 진행될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 변형된 실시예에 따른 스퍼터링장치(1)는 상기 타겟(3)의 수명주기에서 말기에 속하는 정도로 상기 스퍼터링공정이 진행된 경우에도, 상기 중앙마그넷(511)들, 상기 상부마그넷(512)들, 및 상기 하부마그넷(513)들에 대한 제어방식을 변경함으로써 상기 타겟(3)의 전체 사용량을 더 증대시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 변형된 실시예에 따른 스퍼터링장치(1)는 상기 중앙마그넷(511)들, 상기 상부마그넷(512)들, 및 상기 하부마그넷(513)들에 대한 제어방식 변경을 통해 상기 기판(100)에 증착된 박막에 대한 두께와 막질의 균일도를 향상시킬 수 있다. 한편, 상기 최대 중앙플라즈마값이 상기 전환값 이하인 것으로 판단된 경우, 상기 비교모듈(72)은 상기 최대 상부플라즈마값과 상기 최대 하부플라즈마값 각각이 상기 최대 중앙플라즈마값에 일치하는지 여부를 판단할 수 있다.
도 8 내지 도 12를 참고하면, 본 발명의 변형된 실시예에 따른 스퍼터링장치(1)는 상기 스윙부(8, 도 12에 도시됨)를 포함할 수 있다. 상기 스윙부(8)는 상기 마그넷부(5)를 스윙시킬 수 있다. 상기 스윙부(8)는 상술한 본 발명에 따른 스퍼터링장치(1)에서 설명한 바와 동일하므로, 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
본 발명의 변형된 실시예에 따른 스퍼터링장치(1)가 상기 스윙부(8)를 포함하는 경우, 상기 제어부(7)는 상기 변경모듈(77, 도 12에 도시됨)을 포함할 수 있다. 상기 제어모듈(73)이 상기 최대 중앙플라즈마값을 기준으로 하여 상기 상부마그넷(512)들 전부를 상기 제1축방향(X축 방향)을 따라 이동시킬 때, 상기 변경모듈(77)은 상기 스윙거리(SWD) 및 상기 대기시간 중에서 적어도 하나가 조절되도록 상기 스윙부(8)를 제어할 수 있다. 이 경우, 상기 제어모듈(73)이 상기 상부마그넷(512)들 전부를 상기 제1축방향(X축 방향)을 따라 이동시킬 때, 상기 변경모듈(77)은 상기 중앙마그넷(511)들, 상기 상부마그넷(512)들, 및 상기 하부마그넷(513)들 전부에 대해 상기 스윙거리(SWD) 및 상기 대기시간 중에서 적어도 하나가 조절되도록 상기 스윙부(8)를 제어할 수 있다. 상기 제어모듈(74)이 상기 최대 중앙플라즈마값을 기준으로 하여 상기 하부마그넷(513)들 전부를 상기 제1축방향(X축 방향)을 따라 이동시킬 때, 상기 변경모듈(77)은 상기 스윙거리(SWD) 및 상기 대기시간 중에서 적어도 하나가 조절되도록 상기 스윙부(8)를 제어할 수 있다. 이 경우, 상기 제어모듈(74)이 상기 하부마그넷(513)들 전부를 상기 제1축방향(X축 방향)을 따라 이동시킬 때, 상기 변경모듈(77)은 상기 중앙마그넷(511)들, 상기 상부마그넷(512)들, 및 상기 하부마그넷(513)들 전부에 대해 상기 스윙거리(SWD) 및 상기 대기시간 중에서 적어도 하나가 조절되도록 상기 스윙부(8)를 제어할 수 있다.
상기 변경모듈(77)은 상기 변경조건에 따라 상기 스윙거리(SWD)와 상기 대기시간 중에서 적어도 하나가 변경되도록 상기 스윙부(8)를 제어할 수도 있다. 이를 구체적으로 살펴보면, 다음과 같다.
우선, 상기 변경모듈(77)은 상기 최대 중앙플라즈마값 또는 적산전력량이 상기 변경시작값 이상이면, 상기 스윙거리(SWD)와 상기 대기시간 중에서 적어도 하나에 대한 변경이 시작되도록 상기 스윙부(8)를 제어할 수 있다. 상기 상부마그넷(512)들 전부가 상기 제1축방향(X축 방향)을 따라 이동되더라도, 상기 변경모듈(77)은 상기 최대 중앙플라즈마값 또는 적산전력량이 상기 변경시작값 미만이면 상기 스윙거리(SWD)와 상기 대기시간이 변경되지 않고 유지되도록 상기 스윙부(8)를 제어할 수 있다. 상기 하부마그넷(513)들 전부가 상기 제1축방향(X축 방향)을 따라 이동되더라도, 상기 변경모듈(77)은 상기 최대 중앙플라즈마값 또는 적산전력량이 상기 변경시작값 미만이면 상기 스윙거리(SWD)와 상기 대기시간이 변경되지 않고 유지되도록 상기 스윙부(8)를 제어할 수 있다. 이 경우, 상기 변경모듈(77)은 상기 최대 중앙플라즈마값 또는 적산전력량이 상기 변경시작값 이상이 되기 이전에 미리 설정된 스윙거리(SWD)와 대기시간에 따라 상기 마그넷모듈(51)들이 스윙되도록 상기 스윙부(8)를 제어할 수 있다.
다음, 상기 스윙거리(SWD)와 상기 대기시간 중에서 적어도 하나에 대한 변경이 시작된 이후에, 상기 변경모듈(77)은 상기 최대 중앙플라즈마값을 기준으로 하여 상기 상부마그넷(512)들 전부가 상기 제1축방향(X축 방향)을 따라 이동되는 것에 연동하여 상기 스윙거리(SWD)와 상기 대기시간 중에서 적어도 하나가 변경되도록 상기 스윙부(8)를 제어할 수 있다. 상기 변경모듈(77)은 상기 상부마그넷(512)들 전부가 상기 제1축방향(X축 방향)을 따라 이동하는 이동방향과 이동거리에 연동하여 상기 스윙거리(SWD)와 상기 대기시간 중에서 적어도 하나가 변경되도록 상기 스윙부(8)를 제어할 수 있다. 이 경우, 상기 상부마그넷(512)들 전부가 상기 제1축방향(X축 방향)을 따라 이동하는 이동방향과 이동거리에 연동하여 상기 스윙거리(SWD)와 상기 대기시간 중에서 적어도 하나를 변경하는 정도는, 사전 테스트 등을 통해 도출되어서 사용자에 의해 미리 설정될 수 있다. 한편, 상기 스윙거리(SWD)와 상기 대기시간 중에서 적어도 하나에 대한 변경이 시작된 이후에, 상기 변경모듈(77)은 상기 최대 중앙플라즈마값을 기준으로 하여 상기 하부마그넷(513)들 전부가 상기 제1축방향(X축 방향)을 따라 이동되는 것에 연동하여 상기 스윙거리(SWD)와 상기 대기시간 중에서 적어도 하나가 변경되도록 상기 스윙부(8)를 제어할 수도 있다.
다음, 상기 스윙거리(SWD)와 상기 대기시간 중에서 적어도 하나에 대한 변경이 시작된 이후에, 상기 변경모듈(77)은 상기 최대 중앙플라즈마값 또는 적산전력량이 기설정된 변경중단값 이상이면 상기 스윙거리(SWD)와 상기 대기시간 중에서 적어도 하나에 대한 변경이 중단되도록 상기 스윙부(8)를 제어할 수 있다. 상기 상부마그넷(512)들 전부가 상기 제1축방향(X축 방향)으로 이동되더라도, 상기 변경모듈(77)은 상기 최대 중앙플라즈마값 또는 적산전력량이 상기 변경중단값 이상이면 상기 스윙거리(SWD)와 상기 대기시간이 변경되지 않고 유지되도록 상기 스윙부(8)를 제어할 수 있다. 상기 하부마그넷(513)들 전부가 상기 제1축방향(X축 방향)으로 이동되더라도, 상기 변경모듈(77)은 상기 최대 중앙플라즈마값 또는 적산전력량이 상기 변경중단값 이상이면 상기 스윙거리(SWD)와 상기 대기시간이 변경되지 않고 유지되도록 상기 스윙부(8)를 제어할 수 있다. 이 경우, 상기 변경모듈(77)은 상기 최대 중앙플라즈마값 또는 적산전력량이 상기 변경중단값 이상이 되기 직전에 마지막으로 변경된 스윙거리(SWD)와 대기시간에 따라 상기 마그넷모듈(51)들이 스윙되도록 상기 스윙부(8)를 제어할 수 있다. 한편, 상기 최대 중앙플라즈마값이 상기 전환값을 초과한 것으로 판단된 경우, 상기 변경모듈(77)은 상기 변경중단값에 관계없이 상기 스윙거리(SWD)와 상기 대기시간 중에서 적어도 하나에 대한 변경이 중단되도록 상기 스윙부(8)를 제어할 수 있다. 이 경우, 상기 변경모듈(77)은 상기 최대 중앙플라즈마값이 상기 전환값을 초과하기 직전에 마지막으로 변경된 스윙거리(SWD)와 대기시간에 따라 상기 마그넷모듈(51)들이 스윙되도록 상기 스윙부(8)를 제어할 수 있다.
본 발명의 변형된 실시예에 따른 스퍼터링장치(1)가 상기 스윙부(8)를 포함하는 경우, 상기 제어부(7)는 상기 변환모듈(78, 도 12에 도시됨)을 포함할 수 있다. 상기 변환모듈(78)은 상기 변환조건에 따라 상기 스윙거리(SWD)와 상기 대기시간 중에서 적어도 하나가 변환되도록 상기 스윙부(8)를 제어할 수 있다. 상기 변환모듈(78)은 상술한 본 발명에 따른 스퍼터링장치(1)에서 설명한 바와 동일하므로, 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
이하에서는 본 발명에 따른 스퍼터링장치 제어방법의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1 내지 도 13을 참고하면, 본 발명에 따른 스퍼터링장치 제어방법은 디스플레이장치, 태양전지, 반도체 소자 등을 제조하기 위한 기판(100)에 스퍼터링공정을 수행하는 스퍼터링장치를 제어하는 것이다. 상술한 본 발명에 따른 스퍼터링장치(1)는 본 발명에 따른 스퍼터링장치 제어방법에 의해 제어됨으로써, 상기 기판(100)에 대해 상기 스퍼터링공정을 수행할 수 있다.
본 발명에 따른 스퍼터링장치 제어방법은 획득단계(S10), 추출단계(S20), 및 조절단계(S30)를 포함할 수 있다.
상기 획득단계(S10)는 상기 중앙플라즈마값들, 상기 상부플라즈마값들, 및 상기 하부플라즈마값들을 획득함으로써 이루어질 수 있다. 상기 중앙플라즈마값들은 상기 중앙획득기구(41)들에 의해 획득될 수 있다. 상기 상부플라즈마값들은 상기 상부획득기구(42)들에 의해 획득될 수 있다. 상기 하부플라즈마값들은 상기 하부획득기구(43)들에 의해 획득될 수 있다.
상기 추출단계(S20)는 상기 최대 중앙플라즈마값, 상기 최대 상부플라즈마값, 및 상기 최대 하부플라즈마값을 추출함으로써 이루어질 수 있다. 상기 최대 중앙플라즈마값, 상기 최대 상부플라즈마값, 및 상기 최대 하부플라즈마값은 각각 상기 추출모듈(71)에 의해 추출될 수 있다.
상기 조절단계(S30)는 상기 최대 중앙플라즈마값을 기준으로 하여 상기 중앙플라즈마값들, 상기 상부플라즈마값들, 및 상기 하부플라즈마값들 중에서 적어도 하나를 조절함으로써 이루어질 수 있다. 상기 조절단계(S30)는 상기 이동부(6)가 상기 최대 중앙플라즈마값을 기준으로 하여 상기 마그넷부(5)를 이동시킴으로써 이루어질 수 있다.
이에 따라, 본 발명에 따른 스퍼터링장치 제어방법은 다음과 같은 작용 효과를 도모할 수 있다.
첫째, 본 발명에 따른 스퍼터링장치 제어방법은 상기 획득단계(S10)를 통해 획득한 플라즈마값들을 이용하여 상기 조절단계(S30)를 통해 상기 중앙플라즈마값들, 상기 상부플라즈마값들, 및 상기 하부플라즈마값들 중에서 적어도 하나를 조절하도록 구현될 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 스퍼터링장치 제어방법은 상기 스퍼터링공정을 수행하는 동안에 상기 타겟(3)의 침식 등과 같은 공정조건, 공정가스의 압력 등과 같은 상기 챔버 내부의 환경조건 등이 변화하더라도, 변화된 공정조건, 환경조건 등에 대응되도록 상기 중앙플라즈마값들, 상기 상부플라즈마값들, 및 상기 하부플라즈마값들 중에서 적어도 하나를 조절할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 스퍼터링장치 제어방법은 상기 스퍼터링공정을 수행하는 도중에 다양한 요인으로 인해 변화하는 공정조건, 환경조건 등에 대한 대응력을 향상시킴으로써, 상기 스퍼터링공정의 효율을 향상시킬 수 있다.
둘째, 본 발명에 따른 스퍼터링장치 제어방법은 상기 조절단계(S30)를 통해 상기 중앙플라즈마값들, 상기 상부플라즈마값들, 및 상기 하부플라즈마값들 중에서 적어도 하나를 조절함으로써, 상기 타겟(3)에 대해 부분적으로 침식이 발생한 정도의 차이를 감소시킬 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 스퍼터링장치 제어방법은 상기 타겟(3)의 전체 사용량을 증대시킴으로써, 상기 타겟(3)의 사용수명을 연장할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 스퍼터링장치 제어방법은 상기 스퍼터링공정에 대한 공정비용을 줄이는데 기여할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 스퍼터링장치 제어방법은 상기 타겟(3)의 사용수명을 연장함으로써, 상기 타겟(3)의 교체주기를 늘리는데 기여할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 스퍼터링장치 제어방법은 상기 타겟(3)의 교체로 인해 전체 공정을 정지시켜야 하는 시간을 줄일 수 있으므로, 가동률 증대를 통해 상기 스퍼터링공정이 완료된 기판의 생산성을 증대시키는데 기여할 수 있다.
셋째, 본 발명에 따른 스퍼터링장치 제어방법은 상기 조절단계(S30)를 통해 상기 최대 중앙플라즈마값을 기준으로 하여 상기 중앙플라즈마값들, 상기 상부플라즈마값들, 및 상기 하부플라즈마값들 중에서 적어도 하나를 조절하도록 구현된다. 일반적으로 상기 상부타겟면(312)과 상기 하부타겟면(313)에서 상기 중앙타겟면(311)에서보다 더 많은 침식이 발생하기 때문에, 상기 상부영역(UA)과 상기 하부영역(DA)에서 상기 중앙영역(CA)에 비해 플라즈마의 강도가 더 강해지는 것을 고려한 것이다. 이에 따라, 본 발명에 따른 스퍼터링장치 제어방법은 상기 상부타겟면(312), 상기 하부타겟면(313), 및 상기 중앙타겟면(311) 각각에서 발생하는 침식 간의 편차를 감소시킬 수 있으므로, 상기 타겟(3)의 전체 사용량 증대 효과 및 상기 타겟(3)의 사용수명 연장 효과를 더 향상시킬 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 스퍼터링장치 제어방법은 상기 스퍼터링공정이 완료된 기판(100)의 품질을 향상시키는데 기여할 수 있다. 예컨대, 상기 스퍼터링공정이 증착공정인 경우, 본 발명에 따른 스퍼터링장치 제어방법은 상기 기판(100)에 증착된 박막에 대해 두께와 막질의 균일도를 향상시키는데 기여할 수 있다.
여기서, 본 발명에 따른 스퍼터링장치 제어방법은 상기 획득단계(S10)가 실시간으로 수행되도록 구현될 수 있다. 상기 획득단계(S10)는 상기 중앙플라즈마값들, 상기 상부플라즈마값들, 및 상기 하부플라즈마값들 각각을 실시간으로 획득함으로써 이루어질 수 있다.
상기 획득단계(S10)가 상기 중앙플라즈마값들, 상기 상부플라즈마값들, 및 상기 하부플라즈마값들 각각을 실시간으로 획득하는 경우, 상기 추출단계(S20)는 실시간으로 상기 최대 중앙플라즈마값, 상기 최대 상부플라즈마값, 및 상기 최대 하부플라즈마값을 추출함으로써 이루어질 수 있다. 이 경우, 상기 조절단계(S30)는 실시간으로 상기 최대 중앙플라즈마값을 기준으로 하여 상기 중앙플라즈마값들, 상기 상부플라즈마값들, 및 상기 하부플라즈마값들 중에서 적어도 하나를 조절함으로써 이루어질 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 스퍼터링장치 제어방법은 상기 스퍼터링공정이 진행됨에 따른 침식 발생으로 인해 상기 중앙플라즈마값들, 상기 상부플라즈마값들, 및 상기 하부플라즈마값들이 실시간으로 변동되는 것에 대응하여, 실시간으로 상기 최대 중앙플라즈마값을 기준으로 하여 상기 중앙플라즈마값들, 상기 상부플라즈마값들, 및 상기 하부플라즈마값들 중에서 적어도 하나를 조절할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 스퍼터링장치 제어방법은 상기 타겟(3)의 전체 사용량을 더 증대시킬 수 있고, 상기 기판(100)에 증착된 박막에 대해 두께와 막질의 균일도를 더 향상시킬 수 있다.
상기 획득단계(S10)가 상기 중앙플라즈마값들, 상기 상부플라즈마값들, 및 상기 하부플라즈마값들 각각을 실시간으로 획득하는 경우, 상기 추출단계(S20)는 상기 단위시간 간격 또는 상기 적산전력량 간격으로 상기 최대 중앙플라즈마값, 상기 최대 상부플라즈마값, 및 상기 최대 하부플라즈마값을 추출함으로써 이루어질 수 있다. 이 경우, 상기 조절단계(S30)는 상기 단위시간 간격 또는 상기 적산전력량 간격으로 상기 최대 중앙플라즈마값을 기준으로 하여 상기 중앙플라즈마값들, 상기 상부플라즈마값들, 및 상기 하부플라즈마값들 중에서 적어도 하나를 조절함으로써 이루어질 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 스퍼터링장치 제어방법은 상기 단위시간 간격 또는 상기 적산전력량 간격으로 상기 최대 중앙플라즈마값, 상기 최대 상부플라즈마값, 및 상기 최대 하부플라즈마값을 추출하도록 구현됨으로써, 상기 최대 중앙플라즈마값이 빈번하게 변동됨에 따라 상기 이동부(6)가 상기 마그넷부(5)를 빈번하게 이동시켜서 잦은 고장 등이 발생하게 되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 스퍼터링장치 제어방법은 고장 등에 따른 수리비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 수리를 위해 가동이 정지되는 빈도를 줄임으로써 가동률을 증대시킬 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 스퍼터링장치 제어방법은 상기 최대 중앙플라즈마값이 빈번하게 변동됨에 따라 상기 이동부(6)가 상기 마그넷부(5)를 빈번하게 이동시켜서 플라즈마의 안정성이 저하되는 것을 방지함으로써, 상기 스퍼터링공정에 대한 안정성을 향상시킬 수 있다.
도 1 내지 도 7, 및 도 14를 참고하면, 상기 조절단계(S30)는 비교단계(S31), 도출단계(S32), 및 이동단계(S33)를 포함할 수 있다.
상기 비교단계(S31)는 상기 최대 상부플라즈마값과 상기 최대 하부플라즈마값을 비교하여 상기 상위값을 도출하고, 상기 상위값과 상기 최대 중앙플라즈마값이 일치하는지 여부를 판단함으로써 이루어질 수 있다. 상기 상위값은 상기 비교모듈(72)에 의해 도출될 수 있다. 상기 상위값과 상기 최대 중앙플라즈마값이 일치하는지 여부에 대한 판단은, 상기 비교모듈(72)에 의해 수행될 수 있다. 상기 비교단계(S31)는 상기 상위값과 상기 최대 중앙플라즈마값이 완전히 일치하는 경우에, 상기 상위값과 상기 최대 중앙플라즈마값이 일치하는 것으로 판단할 수 있다. 이에 대해 변형된 실시예에 따르면, 상기 비교단계(S31)는 상기 상위값과 상기 최대 중앙플라즈마값의 차이가 상기 기준범위 이내이면 상기 상위값과 상기 최대 중앙플라즈마값이 일치하는 것으로 판단할 수도 있다. 상기 비교단계(S31)에서 상기 상위값과 상기 최대 중앙플라즈마값이 일치하는 것으로 판단된 경우, 상기 획득단계(S10)가 수행될 수 있다. 이 경우, 상기 획득단계(S10)는 상기 중앙플라즈마값들, 상기 상부플라즈마값들, 및 상기 하부플라즈마값들을 재획득함으로써 이루어질 수 있다.
상기 도출단계(S32)는 상기 비교단계(S31)에서 상기 상위값과 상기 최대 중앙플라즈마값이 상이한 것으로 판단되면, 상기 상위값에 해당하는 기준영역을 도출함으로써 이루어질 수 있다. 상기 기준영역은 상기 도출모듈(73)에 의해 도출될 수 있다.
상기 이동단계(S33)는 상기 기준영역에 대한 플라즈마의 강도가 상기 최대 중앙플라즈마값에 일치해지도록 상기 마그넷모듈(51)들 전부를 상기 제1축방향(X축 방향)을 따라 이동시킴으로써 이루어질 수 있다. 상기 이동단계(S33)는 상기 이동부(6)에 의해 수행될 수 있다. 상기 이동부(6)는 상기 제어부(7)의 제어에 따라 상기 기준영역에 대한 플라즈마의 강도가 상기 최대 중앙플라즈마값에 일치해지도록 상기 마그넷모듈(51)들 전부를 상기 제1축방향(X축 방향)을 따라 이동시킬 수도 있다. 상기 이동단계(S33)는 상기 일체이동기구(61)가 상기 제어모듈(74)의 제어에 따라 상기 마그넷모듈(51)들 전부를 이동시킴으로써 이루어질 수도 있다.
이에 따라, 본 발명에 따른 스퍼터링장치 제어방법은 상기 기준영역에 대한 플라즈마의 강도를 감소시킴으로써, 상기 기준영역에 대응되는 타겟면(31)의 부분에 침식이 발생하는 정도를 감소시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 스퍼터링장치 제어방법은 상기 기준영역에 대응되는 타겟면(31)의 부분에 대한 사용량을 더 늘릴 수 있다. 상기 이동단계(S33)를 통해 상기 마그넷모듈(51)들 전부가 상기 제1축방향(X축 방향)을 따라 이동되므로, 상기 중앙플라즈마값들, 상기 상부플라즈마값들, 및 상기 하부플라즈마값들 전부가 조절될 수 있다.
상기 조절단계(S30)는 재수행단계(S34)를 포함할 수 있다.
상기 재수행단계(S34)는 상기 이동단계(S33)를 수행한 이후에 상기 획득단계(S10)에서부터 재수행함으로써 이루어질 수 있다. 상기 재수행단계(S34)에 따라 상기 획득단계(S10), 상기 추출단계(S20), 및 상기 비교단계(S31)를 수행한 이후에, 상기 비교단계(S31)에서의 판단 결과에 따라 상기 획득단계(S10) 또는 상기 도출단계(S32)가 수행될 수 있다.
도 1 내지 도 7, 및 도 15를 참고하면, 본 발명에 따른 스퍼터링장치 제어방법은 전환단계(S40), 및 정지단계(S50)를 포함할 수 있다.
상기 전환단계(S40)는 상기 최대 중앙플라즈마값이 상기 전환값을 초과하였는지 여부를 판단함으로써 이루어질 수 있다. 상기 전환단계(S40)는 상기 추출단계(S20)가 수행된 이후에 수행될 수 있다. 상기 전환단계(S40)는 상기 조절단계(S30)가 수행되기 이전에 수행될 수 있다. 상기 전환단계(S40)는 상기 전환모듈(76)에 의해 수행될 수 있다. 상기 전환단계(S40)에서 상기 최대 중앙플라즈마값이 상기 전환값 이하인 것으로 판단된 경우, 상기 조절단계(S30)가 수행될 수 있다.
상기 정지단계(S50)는 상기 전환단계(S40)에서 상기 최대 중앙플라즈마값이 상기 전환값을 초과한 것으로 판단된 경우, 상기 마그넷모듈(51)들 전부에 대한 상기 제1축방향(X축 방향)으로의 이동을 정지시킴으로써 이루어질 수 있다. 상기 정지단계(S50)는 상기 제어모듈(74)에 의해 수행될 수 있다. 상기 제어모듈(74)은 상기 마그넷모듈(51)들 전부에 대한 상기 제1축방향(X축 방향)으로의 이동이 정지되도록 상기 일체이동기구(61)를 제어할 수 있다. 이에 따라, 상기 스퍼터링공정은 상기 마그넷모듈(51)들 전부에 대한 상기 제1축방향(X축 방향)으로의 이동이 정지된 상태에서 진행될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 스퍼터링장치 제어방법은 상기 타겟(3)의 수명주기에서 말기에 속하는 정도로 상기 스퍼터링공정이 진행된 경우에도, 상기 마그넷모듈(51)들에 대한 제어방식을 변경함으로써 상기 타겟(3)의 전체 사용량을 더 증대시킬 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 스퍼터링장치 제어방법은 상기 마그넷모듈(51)들에 대한 제어방식 변경을 통해 상기 기판(100)에 증착된 박막에 대한 두께와 막질의 균일도를 향상시킬 수 있다.
이하에서는 본 발명의 변형된 실시예에 따른 스퍼터링장치 제어방법의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 8 내지 도 12, 및 도 16을 참고하면, 본 발명의 변형된 실시예에 따른 스퍼터링장치 제어방법은 디스플레이장치, 태양전지, 반도체 소자 등을 제조하기 위한 기판(100)에 스퍼터링공정을 수행하는 스퍼터링장치를 제어하는 것이다. 상술한 본 발명의 변형된 실시예에 따른 스퍼터링장치(1)는 본 발명의 변형된 실시예에 따른 스퍼터링장치 제어방법에 의해 제어됨으로써, 상기 기판(100)에 대해 상기 스퍼터링공정을 수행할 수 있다. 본 발명의 변형된 실시예에 따른 스퍼터링장치 제어방법은 상기 획득단계(S10), 상기 추출단계(S20), 및 상기 조절단계(S30)를 포함할 수 있다.
상기 획득단계(S10) 및 상기 추출단계(S20)는 상술한 본 발명에 따른 스퍼터링장치 제어방법에서 설명한 바와 대략 일치하므로, 구체적인 설명은 생략한다.
상기 조절단계(S30)는 상기 최대 중앙플라즈마값을 기준으로 하여 상기 중앙플라즈마값들, 상기 상부플라즈마값들, 및 상기 하부플라즈마값들 중에서 적어도 하나를 조절함으로써 이루어질 수 있다. 상기 조절단계(S30)는 상기 이동부(6)가 상기 최대 중앙플라즈마값을 기준으로 하여 상기 마그넷부(5)를 이동시킴으로써 이루어질 수 있다.
상기 조절단계(S30)는 상기 비교단계(S31), 상기 도출단계(S32), 및 상기 이동단계(S33)를 포함할 수 있다.
상기 비교단계(S31)는 상기 최대 상부플라즈마값과 상기 최대 하부플라즈마값 각각이 상기 최대 중앙플라즈마값에 일치하는지 여부를 판단함으로써 이루어질 수 있다. 상기 비교단계(S31)는 상기 비교모듈(72)에 의해 수행될 수 있다. 상기 비교단계(S31)에서 상기 최대 상부플라즈마값과 상기 최대 하부플라즈마값 각각이 상기 최대 중앙플라즈마값에 일치하는 것으로 판단된 경우, 상기 획득단계(S10)가 수행될 수 있다. 이 경우, 상기 획득단계(S10)는 상기 중앙플라즈마값들, 상기 상부플라즈마값들, 및 상기 하부플라즈마값들을 재획득함으로써 이루어질 수 있다.
상기 비교단계(S31)는 상기 최대 상부플라즈마값과 상기 최대 중앙플라즈마값이 완전히 일치하는 경우에, 상기 최대 상부플라즈마값과 상기 최대 중앙플라즈마값이 일치하는 것으로 판단할 수 있다. 이에 대해 변형된 실시예에 따르면, 상기 비교단계(S31)는 상기 최대 상부플라즈마값과 상기 최대 중앙플라즈마값의 차이가 상기 기준범위 이내이면 상기 최대 상부플라즈마값과 상기 최대 중앙플라즈마값이 일치하는 것으로 판단할 수도 있다.
상기 비교단계(S31)는 상기 최대 하부플라즈마값과 상기 최대 중앙플라즈마값이 완전히 일치하는 경우에, 상기 최대 하부플라즈마값과 상기 최대 중앙플라즈마값이 일치하는 것으로 판단할 수 있다. 이에 대해 변형된 실시예에 따르면, 상기 비교단계(S31)는 상기 최대 하부플라즈마값과 상기 최대 중앙플라즈마값의 차이가 상기 기준범위 이내이면 상기 최대 하부플라즈마값과 상기 최대 중앙플라즈마값이 일치하는 것으로 판단할 수도 있다.
상기 도출단계(S32)는 상기 비교단계(S31)에서 상기 최대 상부플라즈마값과 상기 최대 중앙플라즈마값이 상이한 것으로 판단되면, 상기 최대 상부플라즈마값에 해당하는 상부기준영역을 도출함으로써 이루어질 수 있다. 상기 도출단계(S32)는 상기 비교단계(S31)에서 상기 최대 하부플라즈마값과 상기 최대 중앙플라즈마값이 상이한 것으로 판단되면, 상기 최대 하부플라즈마값에 해당하는 하부기준영역을 도출함으로써 이루어질 수 있다. 상기 상부기준영역 및 상기 하부기준영역은 각각 상기 도출모듈(73)에 의해 도출될 수 있다.
상기 이동단계(S33)는 상기 상부기준영역에 대한 플라즈마의 강도가 상기 최대 중앙플라즈마값에 일치해지도록 상기 상부마그넷(512)들 전부를 상기 제1축방향(X축 방향)을 따라 이동시킴으로써 이루어질 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 스퍼터링장치 제어방법은 상기 상부기준영역에 대한 플라즈마의 강도를 감소시킴으로써, 상기 상부기준영역에 대응되는 타겟면(31)의 부분에 침식이 발생하는 정도를 감소시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 스퍼터링장치 제어방법은 상기 상부기준영역에 대응되는 타겟면(31)의 부분에 대한 사용량을 더 늘릴 수 있다. 상기 상부마그넷(512)들 전부는 상기 상부이동기구(63)에 의해 이동될 수 있다. 상기 상부이동기구(63)는 상기 제어모듈(74)의 제어에 따라 상기 상부마그넷(512)들 전부를 상기 제1축방향(X축 방향)을 따라 이동시킬 수도 있다. 한편, 상기 이동단계(S33)는 상기 중앙마그넷(511)들 전부에 대한 상기 제1축방향(X축 방향)으로의 이동을 정지시킨 상태에서 상기 상부마그넷(512)들 전부를 상기 제1축방향(X축 방향)을 따라 이동시킴으로써 이루어질 수도 있다.
상기 이동단계(S33)는 상기 하부기준영역에 대한 플라즈마의 강도가 상기 최대 중앙플라즈마값에 일치해지도록 상기 하부마그넷(513)들 전부를 상기 제1축방향(X축 방향)을 따라 이동시킴으로써 이루어질 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 스퍼터링장치 제어방법은 상기 하부기준영역에 대한 플라즈마의 강도를 감소시킴으로써, 상기 하부기준영역에 대응되는 타겟면(31)의 부분에 침식이 발생하는 정도를 감소시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 스퍼터링장치 제어방법은 상기 하부기준영역에 대응되는 타겟면(31)의 부분에 대한 사용량을 더 늘릴 수 있다. 상기 하부마그넷(513)들 전부는 상기 하부이동기구(64)에 의해 이동될 수 있다. 상기 하부이동기구(64)는 상기 제어모듈(74)의 제어에 따라 상기 하부마그넷(513)들 전부를 상기 제1축방향(X축 방향)을 따라 이동시킬 수도 있다. 한편, 상기 이동단계(S33)는 상기 중앙마그넷(511)들 전부에 대한 상기 제1축방향(X축 방향)으로의 이동을 정지시킨 상태에서 상기 하부마그넷(513)들 전부를 상기 제1축방향(X축 방향)을 따라 이동시킴으로써 이루어질 수도 있다.
상기 조절단계(S30)는 상기 재수행단계(S34)를 포함할 수 있다.
상기 재수행단계(S34)는 상기 이동단계(S33)를 수행한 이후에 상기 획득단계(S10)에서부터 재수행함으로써 이루어질 수 있다. 상기 재수행단계(S34)에 따라 상기 획득단계(S10), 상기 추출단계(S20), 및 상기 비교단계(S31)를 수행한 이후에, 상기 비교단계(S31)에서의 판단 결과에 따라 상기 획득단계(S10) 또는 상기 도출단계(S32)가 수행될 수 있다.
도 8 내지 도 12, 및 도 17를 참고하면, 본 발명의 변형된 실시예에 따른 스퍼터링장치 제어방법은 상기 전환단계(S40), 제1이동단계(S60), 및 제2이동단계(S70)를 포함할 수 있다.
상기 전환단계(S40)는 상기 최대 중앙플라즈마값이 상기 전환값을 초과하였는지 여부를 판단함으로써 이루어질 수 있다. 상기 전환단계(S40)는 상기 추출단계(S20)가 수행된 이후에 수행될 수 있다. 상기 전환단계(S40)는 상기 조절단계(S30)가 수행되기 이전에 수행될 수 있다. 상기 전환단계(S40)는 상기 전환모듈(76)에 의해 수행될 수 있다. 상기 전환단계(S40)에서 상기 최대 중앙플라즈마값이 상기 전환값 이하인 것으로 판단된 경우, 상기 조절단계(S30)가 수행될 수 있다.
상기 제1이동단계(S60)는 상기 전환단계(S40)에서 상기 최대 중앙플라즈마값이 상기 전환값을 초과한 것으로 판단된 경우, 상기 마그넷모듈(51)들 전부를 상기 제1축방향(X축 방향)을 따라 이동시킴으로써 이루어질 수 있다. 상기 제1이동단계(S60)는 상기 최대 중앙플라즈마값이 상기 제1설정값이 되도록 상기 중앙마그넷(511)들, 상기 상부마그넷(512)들, 및 상기 하부마그넷(513)들을 상기 제1축방향(X축 방향)을 따라 함께 이동시킴으로써 이루어질 수도 있다.
상기 제1이동단계(S60)는 상기 중앙이동기구(62), 상기 상부이동기구(63), 및 상기 하부이동기구(64)가 상기 중앙마그넷(511)들, 상기 상부마그넷(512)들, 및 상기 하부마그넷(513)들 전부를 상기 제1축방향(X축 방향)을 따라 이동시킴으로써 이루어질 수 있다. 상기 중앙이동기구(62), 상기 상부이동기구(63), 및 상기 하부이동기구(64)는 상기 제어모듈(74)의 제어에 따라 상기 중앙마그넷(511)들, 상기 상부마그넷(512)들, 및 상기 하부마그넷(513)들 전부를 상기 제1축방향(X축 방향)을 따라 이동시킬 수 있다. 상기 제1이동단계(S60)는 상기 일체이동기구(61)가 상기 중앙이동기구(62), 상기 상부이동기구(63), 및 상기 하부이동기구(64)를 상기 제1축방향(X축 방향)을 따라 이동시킴으로써 이루어질 수도 있다. 상기 일체이동기구(61)는 상기 제어모듈(74)의 제어에 따라 상기 중앙이동기구(62), 상기 상부이동기구(63), 및 상기 하부이동기구(64)를 상기 제1축방향(X축 방향)을 따라 이동시킬 수 있다.
상기 제2이동단계(S70)는 상기 제1이동단계(S60) 이후에 상기 상부마그넷(512)들과 상기 하부마그넷(513)들에 대한 상기 제1축방향(X축 방향)으로의 이동을 정지시키고, 상기 중앙마그넷(511)들만을 상기 제1축방향(X축 방향)을 따라 추가로 이동시킴으로써 이루어질 수 있다. 상기 제2이동단계(S70)는 상기 최대 중앙플라즈마값이 상기 제2설정값이 되도록 상기 중앙마그넷(511)들만을 상기 제1축방향(X축 방향)을 따라 추가로 이동시킴으로써 이루어질 수도 있다.
상기 제2이동단계(S70)는 상기 상부이동기구(63)와 상기 하부이동기구(64)가 상기 상부마그넷(512)들과 상기 하부마그넷(513)들에 대한 상기 제1축방향(X축 방향)으로의 이동을 정지시킨 상태에서, 상기 중앙이동기구(62)가 상기 중앙마그넷(511)들 전부를 상기 제1축방향(X축 방향)을 따라 이동시킴으로써 이루어질 수 있다. 상기 상부이동기구(63)와 상기 하부이동기구(64)는 상기 제어모듈(74)의 제어에 따라 상기 상부마그넷(512)들과 상기 하부마그넷(513)들에 대한 상기 제1축방향(X축 방향)으로의 이동을 정지시키고, 상기 중앙이동기구(62)는 상기 제어모듈(74)의 제어에 따라 상기 중앙마그넷(511)들 전부를 상기 제1축방향(X축 방향)을 따라 이동시킬 수 있다.
본 발명의 변형된 실시예에 따른 스퍼터링장치 제어방법은 상기 제1이동단계(S60) 및 상기 제2이동단계(S70)를 대신하여, 도 15에 도시된 바와 같이 상기 전환단계(S40)에서 상기 최대 중앙플라즈마값이 상기 전환값을 초과한 것으로 판단되면 상기 정지단계(S50)가 수행되도록 구현될 수도 있다. 상기 정지단계(S50)는 상기 중앙마그넷(511)들, 상기 상부마그넷(512)들, 및 상기 하부마그넷(513)들 전부에 대한 상기 제1축방향(X축 방향)으로의 이동을 정지시킴으로써 이루어질 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 변형된 실시예에 따른 스퍼터링장치 제어방법은 상기 타겟(3)의 수명주기에서 말기에 속하는 정도로 상기 스퍼터링공정이 진행된 경우에도, 상기 중앙마그넷(511)들, 상기 상부마그넷(512)들, 및 상기 하부마그넷(513)들에 대한 제어방식을 변경함으로써 상기 타겟(3)의 전체 사용량을 더 증대시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 변형된 실시예에 따른 스퍼터링장치 제어방법은 상기 중앙마그넷(511)들, 상기 상부마그넷(512)들, 및 상기 하부마그넷(513)들에 대한 제어방식 변경을 통해 상기 기판(100)에 증착된 박막에 대한 두께와 막질의 균일도를 향상시킬 수 있다.
도 1 내지 도 12, 및 도 18을 참고하면, 본 발명에 따른 스퍼터링 제어방법 및 본 발명의 변형된 실시예에 따른 스퍼터링장치 제어방법에 있어서, 상기 조절단계(S30)는 변경단계(S35, 도 18에 도시됨)를 포함할 수 있다.
상기 변경단계(S35)는 상기 마그넷모듈(51)들이 상기 타겟(3)에 대해 상대적으로 스윙하는 스윙거리(SWD, 도 7에 도시됨) 및 상기 마그넷모듈(51)들이 상기 스윙경로의 양단에서 대기하는 대기시간 중에서 적어도 하나를 변경함으로써 이루어질 수 있다. 상기 변경단계(S35)는 상기 변경모듈(77)에 의해 수행될 수 있다. 상기 변경단계(S35)는 상기 제어모듈(74) 또는 상기 변환모듈(78)에 의해 수행될 수도 있다.
상기 변경단계(S35)는 상기 스윙거리(SWD)를 변경함으로써, 상기 타겟(3)에 대한 전체 사용량을 증대시킬 수 있다. 예컨대, 상기 변경단계(S35)는 상기 스윙거리(SWD)를 증대시켜서 상기 타겟(3)에서 침식이 발생하는 부분의 면적을 넓힐 수 있으므로, 상기 타겟(3)이 사용되는 면적을 넓혀서 상기 타겟(3)에 대한 전체 사용량을 증대시킬 수 있다. 상기 변경단계(S35)는 상기 대기시간을 변경함으로써, 상기 타겟(3)에 대한 전체 사용량을 증대시킬 수도 있다. 예컨대, 상기 변경단계(S35)는 상기 대기시간을 증대시켜서 상기 타겟(3)의 양단에서 침식이 발생하는 정도를 증대시킬 수 있으므로, 상기 타겟(3)의 양단에 대한 사용량을 증대시킬 수 있다. 상기 변경단계(S35)는 상기 스윙거리(SWD) 및 상기 대기시간 모두를 변경함으로써 이루어질 수도 있다.
상기 변경단계(S35) 및 상기 이동단계(S33)는 병행하여 이루어질 수 있다. 이에 따라, 상기 변경단계(S35) 및 상기 이동단계(S33)는 상기 스퍼터링공정을 수행하는 도중에 다양한 요인으로 인해 변화하는 공정조건, 환경조건 등에 대한 대응력을 더 향상시킴으로써, 상기 스퍼터링공정의 효율을 더 향상시키는데 기여할 수 있다. 도시되지는 않았지만, 상기 변경단계(S35)는 상기 이동단계(S33)가 수행된 이후에 수행될 수도 있다. 상기 변경단계(S35)는 상기 이동단계(S33)가 수행되기 이전에 수행될 수도 있다. 상기 변경단계(S35)와 상기 이동단계(S33)를 포함한 조절단계(S30)가 수행된 이후에, 상기 획득단계(S10)에서부터 재수행될 수 있다.
상기 변경단계(S35)는 상기 변경조건에 따라 상기 스윙거리(SWD)와 상기 대시기간 중에서 적어도 하나를 변경함으로써 이루어질 수도 있다. 이 경우, 도 18에 도시된 바와 같이 상기 변경단계(S35)는 변경시작단계(S351), 변경진행단계(S352), 및 변경중단단계(S353)를 포함할 수 있다.
상기 변경시작단계(S351)는 상기 최대 중앙플라즈마값 또는 적산전력량이 상기 변경시작값 이상이면, 상기 스윙거리(SWD)와 상기 대기시간 중에서 적어도 하나에 대한 변경을 시작함으로써 이루어질 수 있다. 이에 따라, 상기 이동단계(S33)를 통해 상기 마그넷부(5)가 상기 제1축방향(X축 방향)을 따라 이동되더라도, 상기 변경시작단계(S351)는 상기 최대 중앙플라즈마값 또는 적산전력량이 상기 변경시작값 미만이면 상기 스윙거리(SWD)와 상기 대기시간을 변경하지 않고 유지할 수 있다. 이 경우, 상기 마그넷모듈(51)들은 상기 최대 중앙플라즈마값 또는 적산전력량이 상기 변경시작값 이상이 되기 이전에 미리 설정된 스윙거리(SWD)와 대기시간에 따라 스윙할 수 있다.
상기 변경진행단계(S352)는 상기 이동단계(S33)에 연동하여 상기 스윙거리(SWD)와 상기 대기시간 중에서 적어도 하나를 변경함으로써 이루어질 수 있다. 상기 변경진행단계(S352)는 상기 변경시작단계(S351) 이후에 수행될 수 있다. 이에 따라, 상기 변경시작단계(S351)에서 상기 최대 중앙플라즈마값 또는 적산전력량이 상기 변경시작값 미만이어서 상기 스윙거리(SWD)와 상기 대기시간 중에서 적어도 하나에 대한 변경이 시작되지 않으면, 상기 변경진행단계(S352)가 수행되지 않는다. 상기 변경시작단계(S351)에서 상기 최대 중앙플라즈마값 또는 적산전력량이 상기 변경시작값 이상이어서 상기 스윙거리(SWD)와 상기 대기시간 중에서 적어도 하나에 대한 변경이 시작되면, 상기 변경진행단계(S352)가 수행될 수 있다.
상기 변경중단단계(S353)는 상기 최대 중앙플라즈마값 또는 적산전력량이 상기 변경중단값 이상이면, 상기 스윙거리(SWD)와 상기 대기시간 중에서 적어도 하나에 대한 변경을 중단함으로써 이루어질 수 있다. 이에 따라, 상기 이동단계(S33)를 통해 상기 마그넷부(5)가 상기 제1축방향(X축 방향)을 따라 이동되더라도, 상기 변경중단단계(S353)는 상기 최대 중앙플라즈마값 또는 적산전력량이 상기 변경중단값 이상이면 상기 스윙거리(SWD)와 상기 대기시간을 변경하지 않고 유지할 수 있다. 이 경우, 상기 마그넷모듈(51)들은 상기 최대 중앙플라즈마값 또는 적산전력량이 상기 변경중단값 이상이 되기 직전에 마지막으로 변경된 스윙거리(SWD)와 대기시간에 따라 스윙될 수 있다. 상기 변경중단단계(S353)는 상기 변경진행단계(S352) 이후에 수행될 수 있다.
도 1 내지 도 12, 및 도 19를 참고하면, 본 발명에 따른 스퍼터링 제어방법 및 본 발명의 변형된 실시예에 따른 스퍼터링장치 제어방법은, 변환단계(S80, 도 19에 도시됨)를 포함할 수 있다.
상기 변환단계(S80)는 상기 스윙거리(SWD)와 상기 대기시간 중에서 적어도 하나를 변환함으로써 이루어질 수 있다. 상기 변환단계(S80)는 상기 변환모듈(78)에 의해 수행될 수 있다. 상기 변환단계(S80)는 상기 제어모듈(74)에 의해 수행될 수도 있다. 상기 변환단계(S80)는 상기 추출단계(S20)가 수행된 이후에 수행될 수 있다. 상기 변환단계(S80)는 상기 조절단계(S30)가 수행되기 이전에 수행될 수 있다. 이에 따라, 상기 변환단계(S80)가 수행된 이후에 상기 조절단계(S30)가 수행되고, 상기 조절단계(S30)가 수행된 이후에 상기 획득단계(S10)에서부터 재수행될 수 있다.
상기 변환단계(S80)는 상기 변환조건에 따라 상기 스윙거리(SWD)와 상기 대기시간 중에서 적어도 하나를 변환함으로써 이루어질 수 있다. 상기 변환단계(S80)는 상기 추출단계(S20)를 통해 추출된 값들을 이용하여 상기 변환조건을 만족하는지 여부를 판단하고, 판단 결과에 따라 상기 스윙거리(SWD)와 상기 대기시간 중에서 적어도 하나를 변환함으로써 이루어질 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 스퍼터링장치 제어방법은 상기 변환조건에 따라 상기 스윙거리(SWD)와 상기 대기시간 중에서 적어도 하나를 변환하도록 구현됨으로써, 상기 스퍼터링공정을 수행하는 도중에 다양한 요인으로 인해 변화하는 공정조건, 환경조건 등에 대한 대응력을 더 향상시킴으로써, 상기 스퍼터링공정의 효율을 더 향상시킬 수 있다.
상기 변환단계(S80)는 상기 최대 중앙플라즈마값과 상기 최대 상부플라즈마값의 차이가 상기 기준값을 초과하는 경우 및 상기 최대 중앙플라즈마값과 상기 최대 하부플라즈마값과의 차이가 상기 기준값을 초과하는 경우 중에서 어느 하나에 해당하면, 상기 스윙거리(SWD)와 상기 대기시간 중에서 적어도 하나를 변환함으로써 이루어질 수 있다.
예컨대, 상기 최대 중앙플라즈마값과 상기 최대 상부플라즈마값의 차이가 상기 기준값을 초과한 경우, 상기 변환단계(S80)는 상기 스윙거리(SWD)와 상기 대기시간 중에서 적어도 하나를 증가시킴으로써 이루어질 수 있다. 상기 최대 중앙플라즈마값과 상기 최대 상부플라즈마값의 차이가 상기 기준값 이하인 경우, 상기 변환단계(S80)는 상기 스윙거리(SWD)와 상기 대기시간을 변환하지 않고 유지시킴으로써 이루어질 수 있다.
예컨대, 상기 최대 중앙플라즈마값과 상기 최대 하부플라즈마값과의 차이가 상기 기준값을 초과한 경우, 상기 변환단계(S80)는 상기 스윙거리(SWD)와 상기 대기시간 중에서 적어도 하나를 증가시킴으로써 이루어질 수 있다. 상기 최대 중앙플라즈마값과 상기 최대 하부플라즈마값과의 차이가 상기 기준값 이하인 경우, 상기 변환단계(S80)는 상기 스윙거리(SWD)와 상기 대기시간을 변환하지 않고 유지시킴으로써 이루어질 수 있다.
상기 변환단계(S80)는 상기 최대 중앙플라즈마값 또는 적산전력량을 변환조건으로 하여 상기 스윙거리(SWD)와 상기 대기시간 중에서 적어도 하나를 변환함으로써 이루어질 수도 있다. 이 경우, 도 19에 도시된 바와 같이 상기 변환단계(S80)는 변환시작단계(S81), 변환진행단계(S82), 및 변환중단단계(S83)를 포함할 수 있다.
상기 변환시작단계(S81)는 상기 최대 중앙플라즈마값 또는 적산전력량이 상기 변환시작값 이상이면, 상기 스윙거리(SWD)와 상기 대기시간 중에서 적어도 하나에 대한 변환을 시작함으로써 이루어질 수 있다. 이에 따라, 상기 최대 중앙플라즈마값 또는 적산전력량이 상기 변환시작값 미만이면, 상기 변환시작단계(S81)는 상기 스윙거리(SWD)와 상기 대기시간을 변환하지 않고 유지할 수 있다. 이 경우, 상기 마그넷모듈(51)들은 상기 최대 중앙플라즈마값 또는 적산전력량이 상기 변경시작값 이상이 되기 이전에 미리 설정된 스윙거리(SWD)와 대기시간에 따라 스윙할 수 있다.
상기 변환진행단계(S82)는 상기 변환시작값을 기준으로 하여 상기 변환간격값 이상이 될 때마다 상기 스윙거리(SWD)와 상기 대기시간 중에서 적어도 하나를 변환함으로써 이루어질 수 있다. 예컨대, 상기 변환진행단계(S82)는 상기 변환시작값을 기준으로 하여 상기 최대 중앙플라즈마값 또는 적산전력량이 20씩 증가할 때마다 상기 스윙거리(SWD)와 상기 대기시간 중에서 적어도 하나를 변환함으로써 이루어질 수 있다. 상기 변환진행단계(S82)는 상기 변환시작단계(S81) 이후에 수행될 수 있다. 이에 따라, 상기 변환시작단계(S81)에서 상기 최대 중앙플라즈마값 또는 적산전력량이 상기 변환시작값 미만이어서 상기 스윙거리(SWD)와 상기 대기시간 중에서 적어도 하나에 대한 변환이 시작되지 않으면, 상기 변환진행단계(S82)가 수행되지 않는다. 이 경우, 상기 변환단계(S80)를 통해 상기 마그넷모듈(51)들에 대한 스윙이 변환되지 않은 상태로, 상기 조절단계(S30)가 수행될 수 있다. 상기 변환시작단계(S81)에서 상기 최대 중앙플라즈마값 또는 적산전력량이 상기 변환시작값 이상이어서 상기 스윙거리(SWD)와 상기 대기시간 중에서 적어도 하나에 대한 변환이 시작되면, 상기 변환진행단계(S82)가 수행될 수 있다.
상기 변환중단단계(S83)는 상기 최대 중앙플라즈마값 또는 적산전력량이 상기 변환중단값 이상이면, 상기 스윙거리(SWD)와 상기 대기시간 중에서 적어도 하나에 대한 변환을 중단함으로써 이루어질 수 있다. 상기 스윙거리(SWD)와 상기 대기시간 중에서 적어도 하나에 대한 변환을 중단되면, 상기 마그넷모듈(51)들은 상기 최대 중앙플라즈마값 또는 적산전력량이 상기 변환중단값 이상이 되기 직전에 마지막으로 변환된 스윙거리(SWD)와 대기시간에 따라 스윙될 수 있다. 상기 변환중단단계(S83)는 상기 변환진행단계(S82) 이후에 수행될 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
1 : 스퍼터링장치 2 : 지지부
3 : 타겟 4 : 획득부
5 : 마그넷부 6 : 이동부
7 : 제어부 8 : 스윙부

Claims (23)

  1. 제1축방향을 기준으로 기판과 타겟 사이에 생성된 플라즈마를 이용하여 스퍼터링공정을 수행하는 스퍼터링장치를 제어하는 방법으로,
    상기 제1축방향에 대해 수직한 제2축방향을 따라 배치된 중앙영역들 각각에 대해 플라즈마의 강도를 측정하여 중앙플라즈마값들을 획득하고, 상기 제1축방향과 상기 제2축방향 각각에 대해 수직한 상하방향을 기준으로 상기 중앙영역들의 상측에 배치된 상부영역들 각각에 대해 플라즈마의 강도를 측정하여 상부플라즈마값들을 획득하며, 상기 상하방향을 기준으로 상기 중앙영역들의 하측에 배치된 하부영역들 각각에 대해 플라즈마의 강도를 측정하여 하부플라즈마값들을 획득하는 획득단계;
    상기 중앙플라즈마값들 중에서 최대 중앙플라즈마값을 추출하고, 상기 상부플라즈마값들 중에서 최대 상부플라즈마값을 추출하며, 상기 하부플라즈마값들 중에서 최대 하부플라즈마값을 추출하는 추출단계; 및
    상기 최대 중앙플라즈마값을 기준으로 하여 상기 중앙플라즈마값들, 상기 상부플라즈마값들, 및 상기 하부플라즈마값들 중에서 적어도 하나를 조절하는 조절단계를 포함하고,
    상기 조절단계는,
    상기 최대 상부플라즈마값과 상기 최대 하부플라즈마값을 비교하여 더 큰 상위값을 도출하고, 상기 상위값과 상기 최대 중앙플라즈마값이 일치하는지 여부를 판단하는 비교단계;
    상기 비교단계에서 상기 상위값과 상기 최대 중앙플라즈마값이 상이한 것으로 판단되면, 상기 상위값에 해당하는 기준영역을 도출하는 도출단계; 및
    상기 기준영역에 대한 플라즈마의 강도가 상기 최대 중앙플라즈마값에 일치해지도록 상기 제2축방향을 따라 배치된 복수개의 마그넷모듈 전부를 상기 제1축방향을 따라 이동시켜서 상기 중앙플라즈마값들, 상기 상부플라즈마값들, 및 상기 하부플라즈마값들 전부를 조절하는 이동단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스퍼터링장치 제어방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 비교단계는 상기 상위값과 상기 최대 중앙플라즈마값의 차이가 기설정된 기준범위 이내이면 상기 상위값과 상기 최대 중앙플라즈마값이 일치하는 것으로 판단하고,
    상기 획득단계는 상기 비교단계에서 상기 상위값과 상기 최대 중앙플라즈마값이 일치하는 것으로 판단된 경우 상기 중앙플라즈마값들, 상기 상부플라즈마값들, 및 상기 하부플라즈마값들을 재획득하는 것을 특징으로 하는 스퍼터링장치 제어방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 획득단계는 상기 중앙플라즈마값들, 상기 상부플라즈마값들, 및 상기 하부플라즈마값들 각각을 실시간으로 획득하고,
    상기 추출단계는 실시간, 기설정된 단위시간 간격, 및 기설정된 적산전력량 간격 중에서 어느 하나에 따라 상기 최대 중앙플라즈마값, 상기 최대 상부플라즈마값, 및 상기 최대 하부플라즈마값을 추출하는 것을 특징으로 하는 스퍼터링장치 제어방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 추출단계 이후에, 상기 최대 중앙플라즈마값이 기설정된 전환값을 초과하였는지 여부를 판단하는 전환단계를 포함하고,
    상기 조절단계는 상기 전환단계에서 상기 최대 중앙플라즈마값이 상기 전환값 이하인 것으로 판단된 경우에 수행되는 것을 특징으로 하는 스퍼터링장치 제어방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 추출단계 이후에, 상기 최대 중앙플라즈마값이 기설정된 전환값을 초과하였는지 여부를 판단하는 전환단계; 및
    상기 전환단계에서 상기 최대 중앙플라즈마값이 상기 전환값을 초과한 것으로 판단된 경우, 상기 제2축방향을 따라 배치된 복수개의 마그넷모듈 전부에 대한 상기 제1축방향으로의 이동을 정지시키는 정지단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스퍼터링장치 제어방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 추출단계 이후에, 상기 최대 중앙플라즈마값이 기설정된 전환값을 초과하였는지 여부를 판단하는 전환단계;
    상기 전환단계에서 상기 최대 중앙플라즈마값이 상기 전환값을 초과한 것으로 판단된 경우, 상기 제2축방향을 따라 배치된 복수개의 마그넷모듈 전부를 상기 제1축방향을 따라 이동시키는 제1이동단계; 및
    상기 제1이동단계 이후에 상기 마그넷모듈들이 갖는 상부마그넷들과 하부마그넷들에 대한 상기 제1축방향으로의 이동을 정지시키고, 상기 마그넷모듈들이 갖는 중앙마그넷들만을 상기 제1축방향을 따라 추가로 이동시키는 제2이동단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스퍼터링장치 제어방법.
  7. 제1축방향을 기준으로 기판과 타겟 사이에 생성된 플라즈마를 이용하여 스퍼터링공정을 수행하는 스퍼터링장치를 제어하는 방법으로,
    상기 제1축방향에 대해 수직한 제2축방향을 따라 배치된 중앙영역들 각각에 대해 플라즈마의 강도를 측정하여 중앙플라즈마값들을 획득하고, 상기 제1축방향과 상기 제2축방향 각각에 대해 수직한 상하방향을 기준으로 상기 중앙영역들의 상측에 배치된 상부영역들 각각에 대해 플라즈마의 강도를 측정하여 상부플라즈마값들을 획득하며, 상기 상하방향을 기준으로 상기 중앙영역들의 하측에 배치된 하부영역들 각각에 대해 플라즈마의 강도를 측정하여 하부플라즈마값들을 획득하는 획득단계;
    상기 중앙플라즈마값들 중에서 최대 중앙플라즈마값을 추출하고, 상기 상부플라즈마값들 중에서 최대 상부플라즈마값을 추출하며, 상기 하부플라즈마값들 중에서 최대 하부플라즈마값을 추출하는 추출단계; 및
    상기 최대 중앙플라즈마값을 기준으로 하여 상기 중앙플라즈마값들, 상기 상부플라즈마값들, 및 상기 하부플라즈마값들 중에서 적어도 하나를 조절하는 조절단계를 포함하고,
    상기 조절단계는,
    상기 최대 상부플라즈마값과 상기 최대 하부플라즈마값 각각이 상기 최대 중앙플라즈마값에 일치하는지 여부를 판단하는 비교단계;
    상기 비교단계에서 상기 최대 상부플라즈마값과 상기 최대 중앙플라즈마값이 상이한 것으로 판단되면 상기 최대 상부플라즈마값에 해당하는 상부기준영역을 도출하고, 상기 비교단계에서 상기 최대 하부플라즈마값과 상기 최대 중앙플라즈마값이 상이한 것으로 판단되면 상기 최대 하부플라즈마값에 해당하는 하부기준영역을 도출하는 도출단계; 및
    상기 상부기준영역에 대한 플라즈마의 강도가 상기 최대 중앙플라즈마값에 일치해지도록 상기 제2축방향을 따라 배치된 복수개의 마그넷모듈이 갖는 상부마그넷들 전부를 상기 제1축방향을 따라 이동시켜서 상기 상부플라즈마값들 전부를 조절하고, 상기 하부기준영역에 대한 플라즈마의 강도가 상기 최대 중앙플라즈마값에 일치해지도록 상기 마그넷모듈들이 갖는 하부마그넷들 전부를 상기 제1축방향을 따라 이동시켜서 상기 하부플라즈마값들 전부를 조절하는 이동단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스퍼터링장치 제어방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 이동단계는 상기 마그넷모듈들이 갖는 중앙마그넷들 전부에 대한 상기 제1축방향으로의 이동을 정지시킨 상태에서 상기 상부마그넷들 및 상기 하부마그넷들 중에서 적어도 하나를 상기 제1축방향을 따라 이동시키는 것을 특징으로 하는 스퍼터링장치 제어방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 비교단계는 상기 최대 상부플라즈마값과 상기 최대 중앙플라즈마값의 차이가 기설정된 기준범위 이내이면 상기 최대 상부플라즈마값과 상기 최대 중앙플라즈마값이 일치하는 것으로 판단하고, 상기 최대 하부플라즈마값과 상기 최대 중앙플라즈마값의 차이가 상기 기준범위 이내이면 상기 최대 하부플라즈마값과 상기 최대 중앙플라즈마값이 일치하는 것으로 판단하며,
    상기 획득단계는 상기 비교단계에서 상기 최대 상부플라즈마값과 상기 최대 하부플라즈마값 각각이 상기 최대 중앙플라즈마값에 일치하는 것으로 판단된 경우 상기 중앙플라즈마값들, 상기 상부플라즈마값들, 및 상기 하부플라즈마값들을 재획득하는 것을 특징으로 하는 스퍼터링장치 제어방법.
  10. 제1항 또는 제7항에 있어서,
    상기 조절단계는 상기 이동단계를 수행한 이후에 상기 획득단계에서부터 재수행하는 재수행단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스퍼터링장치 제어방법.
  11. 제1항 또는 제7항에 있어서,
    상기 조절단계는 상기 마그넷모듈들이 상기 타겟에 대해 상대적으로 스윙(Swing)하는 스윙거리 및 상기 마그넷모듈들이 스윙경로의 양단에서 대기하는 대기시간 중에서 적어도 하나를 조절하는 변경단계를 포함하고,
    상기 변경단계 및 상기 이동단계는 병행하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 스퍼터링장치 제어방법.
  12. 제1항 또는 제7항에 있어서,
    상기 조절단계는 상기 마그넷모듈들이 상기 타겟에 대해 상대적으로 스윙(Swing)하는 스윙거리와 상기 마그넷모듈들이 스윙경로의 양단에서 대기하는 대기시간 중에서 적어도 하나를 변경하는 변경단계를 포함하고,
    상기 변경단계는 상기 최대 중앙플라즈마값 또는 적산전력량이 기설정된 변경시작값 이상이면 상기 스윙거리와 상기 대기시간 중에서 적어도 하나에 대한 변경을 시작하는 변경시작단계, 상기 변경시작단계 이후에 상기 이동단계에 연동하여 상기 스윙거리와 상기 대기시간 중에서 적어도 하나를 변경하는 변경진행단계, 및 상기 변경진행단계 이후에 상기 최대 중앙플라즈마값 또는 적산전력량이 기설정된 변경중단값 이상이면 상기 스윙거리와 상기 대기시간 중에서 적어도 하나에 대한 변경을 중단하는 변경중단단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스퍼터링장치 제어방법.
  13. 제1항 또는 제7항에 있어서,
    상기 추출단계 이후에, 상기 제2축방향을 따라 배치된 복수개의 마그넷모듈이 상기 타겟에 대해 상대적으로 스윙(Swing)하는 스윙거리와 상기 마그넷모듈들이 스윙경로의 양단에서 대기하는 대기시간 중에서 적어도 하나를 변환하는 변환단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스퍼터링장치 제어방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 변환단계는 상기 최대 중앙플라즈마값과 상기 최대 상부플라즈마값의 차이가 기설정된 기준값을 초과하는 경우 및 상기 최대 중앙플라즈마값과 상기 최대 하부플라즈마값과의 차이가 상기 기준값을 초과하는 경우 중에서 어느 하나에 해당하면, 상기 스윙거리와 상기 대기시간 중에서 적어도 하나를 변환하는 것을 특징으로 하는 스퍼터링장치 제어방법.
  15. 제13항에 있어서, 상기 변환단계는
    상기 최대 중앙플라즈마값 또는 적산전력량이 기설정된 변환시작값 이상이면 상기 스윙거리와 상기 대기시간 중에서 적어도 하나에 대한 변환을 시작하는 변환시작단계;
    상기 변환시작단계 이후에 상기 최대 중앙플라즈마값 또는 적산전력량이 상기 변환시작값을 기준으로 하여 기설정된 복수개의 변환간격값 이상이 될 때마다 상기 스윙거리와 상기 대기시간 중에서 적어도 하나를 변환시키는 변환진행단계; 및
    상기 변환진행단계 이후에 상기 최대 중앙플라즈마값 또는 적산전력량이 기설정된 변환중단값 이상이면 상기 스윙거리와 상기 대기시간 중에서 적어도 하나에 대한 변환을 중단하는 변환중단단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스퍼터링장치 제어방법.
  16. 기판을 지지하기 위한 지지부;
    상기 지지부로부터 제1축방향을 따라 이격되어 배치된 타겟;
    상기 제1축방향을 기준으로 상기 지지부에 지지된 기판과 상기 타겟의 사이에 생성된 플라즈마의 강도를 측정하여 플라즈마값을 획득하는 획득부;
    플라즈마의 강도를 조절하는 마그넷부;
    상기 제1축방향을 따라 상기 마그넷부를 이동시키는 이동부; 및
    상기 이동부를 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 획득부는 상기 제1축방향에 대해 수직한 제2축방향을 따라 배치된 중앙영역들 각각에 대해 플라즈마의 강도를 측정하여 중앙플라즈마값들을 획득하는 복수개의 중앙획득기구, 상기 제1축방향과 상기 제2축방향 각각에 대해 수직한 상하방향을 기준으로 상기 중앙영역들의 상측에 배치된 상부영역들 각각에 대해 플라즈마의 강도를 측정하여 상부플라즈마값들을 획득하는 복수개의 상부획득기구, 및 상기 상하방향을 기준으로 상기 중앙영역들의 하측에 배치된 하부영역들 각각에 대해 플라즈마의 강도를 측정하여 하부플라즈마값들을 획득하는 복수개의 하부획득기구를 포함하며,
    상기 이동부는 상기 중앙플라즈마값들 중에서 최대 중앙플라즈마값을 기준으로 하여 상기 중앙플라즈마값들, 상기 상부플라즈마값들, 및 상기 하부플라즈마값들 중에서 적어도 하나가 조절되도록 상기 마그넷부를 상기 제1축방향을 따라 이동시키고,
    상기 마그넷부는 상기 제2축방향을 따라 배치된 복수개의 마그넷모듈을 포함하며,
    상기 이동부는 상기 마그넷모듈들 전부를 상기 제1축방향을 따라 함께 이동시키는 일체이동기구를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 중앙플라즈마값들 중에서 상기 최대 중앙플라즈마값을 추출하고, 상기 상부플라즈마값들 중에서 최대 상부플라즈마값을 추출하며, 상기 하부플라즈마값들 중에서 최대 하부플라즈마값을 추출하는 추출모듈;
    상기 최대 상부플라즈마값과 상기 최대 하부플라즈마값을 비교하여 더 큰 상위값을 도출한 후에 상기 상위값과 상기 최대 중앙플라즈마값이 일치하는지 여부를 판단하는 비교모듈;
    상기 상위값과 상기 최대 중앙플라즈마값이 상이한 것으로 판단되면 상기 상위값에 해당하는 기준영역을 도출하는 도출모듈; 및
    상기 기준영역에 대한 플라즈마의 강도가 상기 최대 중앙플라즈마값에 일치해지도록 상기 일체이동기구를 제어하여 상기 중앙플라즈마값들, 상기 상부플라즈마값들, 및 상기 하부플라즈마값들 전부를 조절하는 제어모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 스퍼터링장치.
  17. 기판을 지지하기 위한 지지부;
    상기 지지부로부터 제1축방향을 따라 이격되어 배치된 타겟;
    상기 제1축방향을 기준으로 상기 지지부에 지지된 기판과 상기 타겟의 사이에 생성된 플라즈마의 강도를 측정하여 플라즈마값을 획득하는 획득부;
    플라즈마의 강도를 조절하는 마그넷부;
    상기 제1축방향을 따라 상기 마그넷부를 이동시키는 이동부; 및
    상기 이동부를 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 획득부는 상기 제1축방향에 대해 수직한 제2축방향을 따라 배치된 중앙영역들 각각에 대해 플라즈마의 강도를 측정하여 중앙플라즈마값들을 획득하는 복수개의 중앙획득기구, 상기 제1축방향과 상기 제2축방향 각각에 대해 수직한 상하방향을 기준으로 상기 중앙영역들의 상측에 배치된 상부영역들 각각에 대해 플라즈마의 강도를 측정하여 상부플라즈마값들을 획득하는 복수개의 상부획득기구, 및 상기 상하방향을 기준으로 상기 중앙영역들의 하측에 배치된 하부영역들 각각에 대해 플라즈마의 강도를 측정하여 하부플라즈마값들을 획득하는 복수개의 하부획득기구를 포함하며,
    상기 이동부는 상기 중앙플라즈마값들 중에서 최대 중앙플라즈마값을 기준으로 하여 상기 중앙플라즈마값들, 상기 상부플라즈마값들, 및 상기 하부플라즈마값들 중에서 적어도 하나가 조절되도록 상기 마그넷부를 상기 제1축방향을 따라 이동시키고,
    상기 마그넷부는 상기 제2축방향을 따라 배치된 복수개의 마그넷모듈을 포함하며,
    상기 마그넷모듈들은 상기 중앙플라즈마값들을 조절하기 위한 중앙마그넷들, 상기 상부플라즈마값들을 조절하기 위한 상부마그넷들, 및 상기 하부플라즈마값들을 조절하기 위한 하부마그넷들을 포함하고,
    상기 이동부는 상기 중앙마그넷들 전부를 상기 제1축방향을 따라 함께 이동시키는 중앙이동기구, 상기 상부마그넷들 전부를 상기 제1축방향을 따라 함께 이동시키는 상부이동기구, 및 상기 하부마그넷들 전부를 상기 제1축방향을 따라 함께 이동시키는 하부이동기구를 포함하며,
    상기 제어부는,
    상기 중앙플라즈마값들 중에서 상기 최대 중앙플라즈마값을 추출하고, 상기 상부플라즈마값들 중에서 최대 상부플라즈마값을 추출하며, 상기 하부플라즈마값들 중에서 최대 하부플라즈마값을 추출하는 추출모듈;
    상기 최대 상부플라즈마값과 상기 최대 하부플라즈마값 각각이 상기 최대 중앙플라즈마값에 일치하는지 여부를 판단하는 비교모듈;
    상기 최대 상부플라즈마값과 상기 최대 중앙플라즈마값이 상이한 것으로 판단되면 상기 최대 상부플라즈마값에 해당하는 상부기준영역을 도출하고, 상기 최대 하부플라즈마값과 상기 최대 중앙플라즈마값이 상이한 것으로 판단되면 상기 최대 하부플라즈마값에 해당하는 하부기준영역을 도출하는 도출모듈; 및
    상기 중앙마그넷들 전부에 대한 상기 제1축방향으로의 이동이 정지된 상태에서 상기 상부기준영역에 대한 플라즈마의 강도가 상기 최대 중앙플라즈마값에 일치해지도록 상기 상부이동기구를 제어하여 상기 상부플라즈마값들 전부를 조절하고, 상기 중앙마그넷들 전부에 대한 상기 제1축방향으로의 이동이 정지된 상태에서 상기 하부기준영역에 대한 플라즈마의 강도가 상기 최대 중앙플라즈마값에 일치해지도록 상기 하부이동기구를 제어하여 상기 하부플라즈마값들 전부를 조절하는 제어모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 스퍼터링장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 이동부는 상기 중앙마그넷들, 상기 상부마그넷들, 및 상기 하부마그넷들 전부를 상기 제1축방향을 따라 함께 이동시키는 일체이동기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 스퍼터링장치.
  19. 제16항 또는 제17항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 최대 중앙플라즈마값이 기설정된 전환값을 초과하였는지 여부를 판단하는 전환모듈을 포함하고,
    상기 제어모듈은 상기 최대 중앙플라즈마값이 상기 전환값을 초과한 것으로 판단된 경우, 상기 마그넷부에 대한 상기 제1축방향으로의 이동이 정지되도록 상기 이동부를 제어하는 것을 특징으로 하는 스퍼터링장치.
  20. 제17항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 최대 중앙플라즈마값이 기설정된 전환값을 초과하였는지 여부를 판단하는 전환모듈을 포함하고,
    상기 제어모듈은 상기 최대 중앙플라즈마값이 상기 전환값을 초과한 것으로 판단된 경우, 상기 중앙마그넷들, 상기 상부마그넷들, 상기 하부마그넷들이 상기 제1축방향을 따라 함께 이동한 후에 상기 중앙마그넷들만 상기 제1축방향을 따라 추가로 이동하도록 상기 이동부를 제어하는 것을 특징으로 하는 스퍼터링장치.
  21. 제16항 또는 제17항에 있어서,
    상기 마그넷부를 상기 타겟에 대해 상대적으로 스윙(Swing)시키는 스윙부를 포함하고,
    상기 스윙부는 상기 마그넷모듈들이 상기 타겟에 대해 상대적으로 스윙하는 스윙거리 및 상기 마그넷모듈들이 스윙경로의 양단에서 대기하는 대기시간 중에서 적어도 하나를 조절하는 것을 특징으로 하는 스퍼터링장치.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 추출모듈이 추출한 값들을 이용하여 기설정된 변경조건에 따라 상기 마그넷모듈들이 상기 타겟에 대해 상대적으로 스윙(Swing)하는 스윙거리 및 상기 마그넷모듈들이 스윙경로의 양단에서 대기하는 대기시간 중에서 적어도 하나를 변경하도록 상기 스윙부를 제어하는 변경모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 스퍼터링장치.
  23. 제21항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 추출모듈이 추출한 값들을 이용하여 기설정된 변환조건에 따라 상기 마그넷모듈들이 상기 타겟에 대해 상대적으로 스윙(Swing)하는 스윙거리 및 상기 마그넷모듈들이 스윙경로의 양단에서 대기하는 대기시간 중에서 적어도 하나를 변환하도록 상기 스윙부를 제어하는 변환모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 스퍼터링장치.
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