KR20200134549A - 기판 상에 재료를 증착하기 위한 증착 장치 및 캐소드 구동 유닛 - Google Patents

기판 상에 재료를 증착하기 위한 증착 장치 및 캐소드 구동 유닛 Download PDF

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KR20200134549A
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Abstract

재료를 증착하기 위한 증착 장치(100)는 플랜지(120)를 갖는 프로세싱 챔버(110)를 포함한다. 증착 장치(100)는 캐소드 구동 유닛(130)을 포함한다. 캐소드 구동 유닛(130)은 플랜지(120)에 커플링된다. 캐소드 구동 유닛(130)은 지지 부재(150)를 포함한다. 캐소드 구동 유닛(130)은 절연 어레인지먼트를 포함한다. 절연 어레인지먼트의 적어도 일부는 지지 부재(150)를 플랜지(120)로부터 분리시킨다. 절연 어레인지먼트는 제1 절연 부재(262), 및 제1 절연 부재(262) 근처의 제2 절연 부재(264)를 포함한다. 캐소드 구동 유닛(130)은 제1 절연 부재(262)와 제2 절연 부재(264) 사이에 제1 밀봉부(210)를 포함한다.

Description

기판 상에 재료를 증착하기 위한 증착 장치 및 캐소드 구동 유닛{DEPOSITION APPARATUS FOR DEPOSITING A MATERIAL ON A SUBSTRATE AND CATHODE DRIVE UNIT}
[0001] 본원에서 설명되는 실시예들은 층 증착, 이를테면, 타겟으로부터의 스퍼터링에 의한 증착 프로세스에 관한 것이다. 일부 실시예들은 구체적으로, 대면적 기판들 상에서 층들을 스퍼터링하는 것에 관한 것이다. 본원에서 설명되는 실시예들은 상세하게, 하나 이상의 캐소드 어셈블리(cathode assembly)들을 포함하는 스퍼터 증착 장치에 관한 것이다.
[0002] 많은 애플리케이션들에서, 기판 상에 얇은 층들을 증착할 필요가 있다. 기판들은 코팅 장치의 하나 이상의 챔버들 내에서 코팅될 수 있다. 기판들은, 진공 증착 기법을 사용하여 진공 내에서 코팅될 수 있다.
[0003] 재료를 기판 상에 증착하기 위한 몇몇 방법들이 알려져 있다. 예컨대, 기판들은, 물리 기상 증착(PVD; physical vapor deposition) 프로세스, 화학 기상 증착(CVD; chemical vapor deposition) 프로세스 또는 플라즈마 강화 화학 기상 증착(PECVD; plasma enhanced chemical vapor deposition) 프로세스 등에 의해 코팅될 수 있다. 프로세스는, 코팅될 기판이 로케이팅된 프로세스 챔버 또는 프로세스 장치에서 수행된다. 증착 재료가 장치에 제공된다. 복수의 재료들, 및 또한 이들의 옥사이드들, 나이트라이드들 또는 카바이드들이 기판 상에 증착을 위해 사용될 수 있다. 코팅된 재료들은 몇몇 애플리케이션들에서 그리고 몇몇 기술 분야들에서 사용될 수 있다. 예컨대, 디스플레이들을 위한 기판들은 종종, 물리 기상 증착(PVD) 프로세스에 의해 코팅된다. 추가의 애플리케이션들은 절연 패널들, 유기 발광 다이오드(OLED; organic light emitting diode) 패널들, 박막 트랜지스터(TFT; thin film transistor)들을 갖는 기판들, 컬러 필터들 등을 포함한다.
[0004] PVD 프로세스의 경우, 증착 재료는 고체 상태로 타겟에 존재할 수 있다. 활성적인(energetic) 입자들로 타겟이 타격됨에 따라, 타겟 재료의 원자들, 즉, 증착될 재료가 타겟으로부터 방출된다. 타겟 재료의 원자들은 코팅될 기판 상에 증착된다. PVD 프로세스에서, 스퍼터 재료, 즉, 기판 상에 증착될 재료는 다양한 방식들로 배열될 수 있다. 예컨대, 타겟은 증착될 재료로 제조될 수 있거나, 또는 백킹 엘리먼트(backing element) - 증착될 재료가 백킹 엘리먼트 상에 고정됨 - 를 가질 수 있다. 증착될 재료를 포함하는 타겟은 증착 챔버 내의 미리 정의된 포지션에 고정되거나 지지된다. 회전가능 타겟이 사용되는 경우에, 타겟은 샤프트와 타겟을 연결하는 연결 엘리먼트 또는 회전 샤프트(rotating shaft)에 연결된다.
[0005] 분할된 평면, 모놀리식(monolithic) 평면 및 회전가능 타겟들이 스퍼터링을 위해 사용될 수 있다. 캐소드들의 설계 및 기하학적 구조로 인해, 회전가능 타겟들은 전형적으로, 평면형 타겟들보다 더 높은 활용(utilization) 및 증가된 동작 시간을 갖는다. 회전가능 타겟들의 사용은 서비스 수명을 연장시키고 비용들을 감소시킨다.
[0006] 스퍼터링은 마그네트론 스퍼터링(magnetron sputtering)으로서 실행될 수 있고, 자석 어셈블리는 개선된 스퍼터링 조건들을 위해 플라즈마를 한정(confine)하는 데 활용된다. 플라즈마 한정은, 기판 상에 증착될 재료의 입자 분포를 조정하는 데 활용될 수 있다.
[0007] 증착 장치들은, 전기적, 기계적 또는 다른 유형들의 컴포넌트들인 복수의 상이한 컴포넌트들을 갖는 복잡한 시스템들이다. 증착 장치의 하나 이상의 컴포넌트들의 오동작들은 증착되는 층들의 품질을 손상시키거나 장치의 손상 또는 파손을 초래할 수 있다. 따라서, 증착 장치들의 설계를 개선할 필요가 계속해서 있다.
[0008] 실시예에 따르면, 기판 상에 재료를 증착하기 위한 증착 장치가 제공된다. 증착 장치는 플랜지를 갖는 프로세싱 챔버를 포함한다. 증착 장치는 캐소드 구동 유닛(cathode drive unit)을 포함한다. 캐소드 구동 유닛은 플랜지에 커플링된다. 캐소드 구동 유닛은 지지 부재를 포함한다. 캐소드 구동 유닛은 절연 어레인지먼트를 포함한다. 절연 어레인지먼트의 적어도 일부분은 지지 부재를 플랜지로부터 분리시킨다. 절연 어레인지먼트는 제1 절연 부재, 및 제1 절연 부재 근처의 제2 절연 부재를 포함한다. 캐소드 구동 유닛은 제1 절연 부재와 제2 절연 부재 사이에 배열된 제1 밀봉부를 포함한다.
[0009] 추가의 실시예에 따르면, 캐소드 어셈블리를 위한 캐소드 구동 유닛이 제공된다. 캐소드 구동 유닛은 프로세싱 챔버의 플랜지에 커플링되도록 구성된다. 캐소드 구동 유닛은 캐소드 구동 유닛의 동작 동안에 고전압에 있도록 구성된 지지 부재를 포함한다. 캐소드 구동 유닛은 절연 어레인지먼트를 포함한다. 절연 어레인지먼트의 적어도 일부분은 지지 부재를 프로세싱 챔버의 플랜지로부터 분리시키도록 배열된다. 절연 어레인지먼트는 제1 절연 부재, 및 제1 절연 부재 근처의 제2 절연 부재를 포함한다. 캐소드 구동 유닛은 제1 절연 부재와 제2 절연 부재 사이에 배열된 제1 밀봉부를 포함한다.
[0010] 추가의 실시예에 따르면, 기판 상에 재료를 증착하기 위한 증착 장치가 제공된다. 증착 장치는 플랜지를 갖는 프로세싱 챔버를 포함한다. 증착 장치는 캐소드 구동 유닛을 포함한다. 캐소드 구동 유닛은 플랜지에 커플링된다. 캐소드 구동 유닛은 지지 부재를 포함한다. 캐소드 구동 유닛은 지지 부재를 프로세싱 챔버의 플랜지로부터 분리시키는 제1 절연 부재를 포함한다. 제1 절연 부재는 플랜지와 대면하는 제1 측 및 지지 부재와 대면하는 제2 측을 갖는다. 제1 절연 부재는 제1 측으로부터 제2 측으로 연장되는 스루-홀을 갖는다. 캐소드 구동 유닛은 제1 절연 부재와 플랜지 사이에 밀봉부를 갖는다. 제1 절연 부재와 플랜지 사이의 밀봉부는 캐소드 구동 유닛의 제2 밀봉부로 본원에서 지칭되고 도면들에서 도시된다. 스루-홀은 제2 밀봉부로부터 반경방향 외측 포지션에 배열된다.
[0011] 추가의 실시예에 따르면, 회전 축을 갖는 캐소드 어셈블리를 위한 캐소드 구동 유닛이 제공된다. 캐소드 구동 유닛은 프로세싱 챔버의 플랜지에 커플링되도록 구성된다. 캐소드 구동 유닛은 캐소드 구동 유닛의 동작 동안에 고전압에 있도록 구성된 지지 부재를 포함한다. 캐소드 구동 유닛은 지지 부재를 프로세싱 챔버의 플랜지로부터 분리시키도록 배열된 제1 절연 부재를 포함한다. 제1 절연 부재는 플랜지와 대면하도록 구성된 제1 측 및 지지 부재와 대면하는 제2 측을 갖는다. 제1 절연 부재는 제1 측으로부터 제2 측으로 연장되는 스루-홀을 갖는다. 캐소드 구동 유닛은 제1 절연 부재에 있는 밀봉부를 포함한다. 스루-홀은 밀봉부로부터 반경방향 외측 포지션에 배열된다.
[0012] 당업자로 하여금 실시 가능하게 하는 전체 개시내용이 첨부 도면들에 대한 참조를 포함하는 본 명세서의 나머지에서 더 상세하게 제시된다:
도 1은 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 증착 장치를 도시한다.
도 2-도 3은 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 제1 밀봉부를 포함하는 캐소드 구동 유닛을 도시한다.
도 4-도 5는 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 제2 밀봉부를 포함하는 캐소드 구동 유닛을 도시한다.
도 6은 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 제1 밀봉부 및 제2 밀봉부를 포함하는 캐소드 구동 유닛을 도시한다.
[0013] 이제, 다양한 실시예들이 상세하게 참조될 것이며, 다양한 실시예들의 하나 이상의 예들은 도면들에서 예시된다. 도면들의 다음의 설명 내에서, 동일한 참조 번호들은 동일한 컴포넌트들을 지칭한다. 일반적으로, 개별적인 실시예들에 대한 차이들만이 설명된다. 각각의 예는 설명으로 제공되고, 제한으로서 의도되지 않는다. 또한, 일 실시예의 부분으로서 예시되거나 또는 설명되는 특징들은, 또 다른 추가적인 실시예를 산출하기 위해, 다른 실시예들에 대해 또는 다른 실시예들과 함께 사용될 수 있다. 설명은 그러한 수정들 및 변형들을 포함하도록 의도된다.
[0014] 도면들은 실척대로 그려지지 않은 개략도들이다. 도면들의 일부 엘리먼트들은 본 개시내용의 양상들을 강조하는 목적을 위해 그리고/또는 표현의 명확성을 위해 과장된 치수들을 가질 수 있다.
[0015] 본원에서 설명되는 실시예들은 기판 상에 재료를 증착하기 위한 증착 장치에 관한 것이다. 증착 프로세스 또는 코팅 프로세스에서, 타겟 재료의 층이 기판 상에 증착된다. 기판은 재료로 코팅된다. "코팅 프로세스"와 "증착 프로세스"라는 용어들은 본원에서 동의어로 사용된다.
[0016] 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 증착 장치는 수직으로 배향된 기판 상의 증착을 위해 구성될 수 있다. "수직으로 배향된"이라는 용어는 정확한 수직으로부터 작은 편차로 배열된 기판들을 포함할 수 있는데, 예컨대 기판과 정확한 수직 방향 사이에 최대 10° 또는 심지어 15°의 각도가 존재할 수 있다.
[0017] 대안적으로, 증착 장치는 수평으로 배향된 기판들 상의 증착을 위해 구성될 수 있다. "수평으로 배향된"이라는 용어는 정확한 수평으로부터 작은 편차로 배열된 기판들을 포함할 수 있는데, 예컨대 기판과 정확한 수평 방향 사이에 최대 10° 또는 심지어 15°의 각도가 존재할 수 있다. 예컨대, 증착 장치는 웹 코팅기(web coater) 또는 건축학적 유리 코팅기(architectural glass coater)일 수 있다.
[0018] 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 증착 장치는 대면적 기판 상의 증착을 위해 구성될 수 있다.
[0019] 본원에서 설명되는 기판은 대면적 기판일 수 있다. 본원에서 사용되는 "기판"이라는 용어는 디스플레이 제조를 위해 전형적으로 사용되는 기판들을 포함한다. 예컨대, 본원에서 설명되는 기판들은, 액정 디스플레이(LCD; Liquid Crystal Display), OLED 패널 등을 위해 전형적으로 사용되는 기판들일 수 있다. 예컨대, 대면적 기판은, 대략 0.67 ㎡ 기판들(0.73 × 0.92 m)에 대응하는 GEN 4.5, 대략 1.4 ㎡ 기판들(1.1 m × 1.3 m)에 대응하는 GEN 5, 대략 2.8 ㎡ 기판들(1.85 m × 1.5 m)에 대응하는 GEN 6, 대략 4.29 ㎡ 기판들(1.95 m × 2.2 m)에 대응하는 GEN 7.5, 대략 5.7 ㎡ 기판들(2.2 m × 2.5 m)에 대응하는 GEN 8.5, 또는 심지어 대략 8.7 ㎡ 기판들(2.85 m × 3.05 m)에 대응하는 GEN 10일 수 있다. GEN 11 및 GEN 12와 같은 훨씬 더 큰 세대(generation)들 및 대응하는 기판 면적들이 유사하게 구현될 수 있다.
[0020] 본원에서 사용되는 바와 같은 "기판"이라는 용어는 구체적으로, 실질적으로 비가요성 기판들, 예컨대 웨이퍼, 사파이어 등과 같은 투명한 크리스털의 슬라이스들, 또는 유리 평판을 포함할 것이다. 특히, 기판들은 유리 기판들 및/또는 투명한 기판들일 수 있다. 본 개시내용은 이들로 제한되지 않으며, "기판"이라는 용어는 또한, 웹 또는 포일과 같은 가요성 기판들을 포괄할 수 있다. "실질적으로 비가요성"이라는 용어는 "가요성"과 구별되는 것으로 이해된다. 상세하게, 실질적으로 비가요성 기판은 소정의 정도의 유연성, 예컨대 0.5 mm 이하의 두께를 갖는 유리 평판을 가질 수 있으며, 실질적으로 비가요성 기판의 유연성은 가요성 기판들에 비해 작다.
[0021] 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 증착 장치는 하나 이상의 캐소드 어셈블리들, 구체적으로는 복수의 캐소드 어셈블리들을 포함할 수 있다. 캐소드 어셈블리는 스퍼터 증착 프로세스와 같은 코팅 프로세스에서 캐소드로서 사용되도록 적응된 어셈블리로서 이해되어야 한다.
[0022] 본원에서 설명되는 캐소드 어셈블리는 회전가능 캐소드 어셈블리일 수 있다. 캐소드 어셈블리는 타겟, 구체적으로는 회전가능 타겟을 포함할 수 있다. 회전가능 타겟은 캐소드 어셈블리의 회전 축을 중심으로 회전가능할 수 있다. 회전가능 타겟은 곡선형 표면, 예컨대 원통형 표면을 가질 수 있다. 회전가능 타겟은 원통 또는 튜브의 축인 회전 축을 중심으로 회전될 수 있다. 캐소드 어셈블리는 백킹 튜브를 포함할 수 있다. 코팅 프로세스 동안 기판 상에 증착될 재료를 함유할 수 있는 타겟을 형성하는 타겟 재료가 백킹 튜브 상에 장착될 수 있다. 대안적으로, 타겟 재료는 백킹 튜브 상에 제공됨이 없이 튜브로서 형상화될 수 있다.
[0023] 본원에서 설명되는 캐소드 어셈블리는 자석 어셈블리를 포함할 수 있다. 자석 어셈블리는 캐소드 어셈블리 내부에 배열될 수 있다. 자석 어셈블리는 타겟 재료에 의해 둘러싸일 수 있다. 자석 어셈블리는, 캐소드 어셈블리에 의해 스퍼터링되는 타겟 재료가 기판을 향해 스퍼터링되도록, 배열될 수 있다. 자석 어셈블리는 자기장을 생성할 수 있다. 자기장은, 스퍼터 증착 프로세스 동안 하나 이상의 플라즈마 구역들이 자기장 근처에 형성되게 할 수 있다. 캐소드 어셈블리 내에서의 자석 어셈블리의 포지션은, 스퍼터 증착 프로세스 동안에 타겟 재료가 캐소드 어셈블리로부터 떠나서 스퍼터링되는 방향에 영향을 미친다. 자석 어셈블리는, 캐소드 어셈블리의 동작 동안에, 구체적으로는 증착 프로세스 동안에 이동되도록 구성될 수 있다.
[0024] 동작 시에, 냉각되지 않은 캐소드 어셈블리, 구체적으로는 캐소드 어셈블리의 냉각되지 않은 자석 어셈블리는, 이온들로 타격되는 타겟 재료에 의해 자석 어셈블리가 둘러싸인다는 사실로 인해 고온이 될 수 있다. 결과적인 충돌들은 캐소드 어셈블리의 가열을 초래한다. 자석 어셈블리를 적절한 동작 온도로 유지하기 위해, 캐소드 어셈블리, 구체적으로는 타겟 재료 및 자석 어셈블리의 냉각이 제공될 수 있다.
[0025] 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 증착 장치는 진공 증착을 위해 구성될 수 있다. 증착 장치는 프로세싱 챔버, 구체적으로는 진공 챔버를 포함할 수 있다. 본원에서 설명되는 캐소드 어셈블리, 또는 캐소드 어셈블리의 적어도 일부분은 프로세싱 챔버 내에 배열될 수 있다.
[0026] 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 증착 장치는 캐소드 구동 유닛을 포함할 수 있다. 캐소드 구동 유닛은 캐소드 어셈블리를 구동시키도록 구성될 수 있다. 구체적으로, 캐소드 구동 유닛은 캐소드 어셈블리의 타겟의 회전을 구동시키도록 구성될 수 있다. 캐소드 구동 유닛은 프로세싱 챔버의 벽 부분, 예컨대 프로세싱 챔버의 플랜지에 장착될 수 있다. 캐소드 어셈블리는 캐소드 구동 유닛에 장착될 수 있다.
[0027] 도 1은 예시적인 실시예에 따른 증착 장치(100)를 도시한다. 증착 장치(100)는 플랜지(120)를 갖는 프로세싱 챔버(110)를 포함한다. 캐소드 구동 유닛(130)은 플랜지(120)에 연결된다. 캐소드 구동 유닛(130)은 캐소드 어셈블리(140)를 지지한다. 캐소드 구동 유닛(130)은, 회전 축을 중심으로 캐소드 어셈블리(140)의 회전을 구동시키도록 그리고 캐소드 어셈블리(140)를 냉각시키기 위해 캐소드 어셈블리에 냉각제를 공급하도록 구성될 수 있다. 캐소드 구동 유닛(130)은, 예컨대 알루미늄으로 제조된 지지 부재(150)를 포함한다. 캐소드 구동 유닛(130)의 동작 동안, 예컨대 증착 프로세스 동안, 지지 부재(150)는 고전압에 있고 플랜지(120)는 저전압에 있다. 구체적으로, 플랜지는 접지될 수 있다. 캐소드 구동 유닛(130)은 고전압 지지 부재(150)를 저전압 플랜지(120)로부터 분리시키는 절연 어레인지먼트(160)를 포함한다.
[0028] 도 2는 캐소드 구동 유닛(130)의 예를 도시한다. 도 2에 도시된 캐소드 구동 유닛(130)은 도 1에 도시된 증착 장치(100)에 포함될 수 있다. 절연 어레인지먼트(160)는 제1 절연 부재(262), 및 제1 절연 부재(262) 근처의 제2 절연 부재(264)를 포함한다. 제1 절연 부재(262)는 예컨대, 하나 이상의 동적 진공 밀봉부들을 포함할 수 있다. 제1 절연 부재(262)는 프로세싱 챔버(110) 내부로부터 교환가능할 수 있다. 제2 절연 부재(264)는 캐소드 구동 유닛(130)을 프로세싱 챔버(110)에 연결하도록 구성될 수 있다.
[0029] 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 절연 부재(262)와 제2 절연 부재(264) 사이에 갭(250)이 존재할 수 있다. 도 2에 도시된 갭(250)은 개략적이고 과장된 방식으로 그려져 있다. 실제로, 제1 절연 부재(262)와 제2 절연 부재(264) 사이의 갭은 도 2에 도시된 갭(250)보다 폭이 훨씬 더 작을 수 있다. 구체적으로, 제1 절연 부재(262)는 제2 절연 부재(264)와 거의-접촉(near-contact)할 수 있다.
[0030] 예컨대, 증착 장치(100)의 유지보수, 새로운 캐소드 어셈블리에 의한 캐소드 어셈블리(140)의 교체 또는 캐소드 어셈블리(140)의 타겟의 교체 동안에, 액체 및/또는 전도성 재료가 플랜지(120) 및 절연 어레인지먼트(160)에 도달할 수 있다. 예컨대, 액체는 캐소드 어셈블리의 유지보수 또는 교체 동안에 플랜지(120) 상에 튀는(spattered) 소량의 냉각제일 수 있다. 전도성 재료는 증착 프로세스 동안에 플랜지 상에 증착된 타겟 재료의 전도성 입자들을 포함할 수 있다. 액체 및/또는 전도성 입자들은, 예컨대 유지보수 동안에, 플랜지(120)로부터 제1 절연 부재(262)와 제2 절연 부재(264) 사이의 갭(250) 내로 이동(migrate)할 수 있다. 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 제1 밀봉부(210)가 제1 절연 부재(262)와 제2 절연 부재(264) 사이에 배열된다. 제1 밀봉부(210)는 제1 절연 부재(262)와 제2 절연 부재(264) 사이의 갭(250)을 밀봉한다. 제1 밀봉부(210)는 고정형 진공 밀봉부일 수 있다. 제1 밀봉부(210)는 액체 및/또는 전도성 입자들이 플랜지(120)로부터 갭(250)을 통해 지지 부재(150)로 이동하는 것을 방지한다. 제1 밀봉부(210)는 액체 및/또는 전도성 입자들이 지지 부재(150)에 도달하는 것을 방지한다.
[0031] 도 3은 예시적인 캐소드 구동 유닛(130)의 일부를 도시한다. 실선 화살표(310)는, 플랜지(120)로부터 제1 절연 부재(262)와 제2 절연 부재(264) 사이의 갭 내로 이동하는 액체 입자들 및/또는 전도성 입자들의 가능한 궤적을 도시한다. 제1 밀봉부(210)는 액체 및/또는 전도성 입자들이 갭을 통해 지지 부재(150)로 이동하는 것을 방지한다. 제1 밀봉부(210)는 액체 및/또는 전도성 입자들이 지지 부재(150)에 도달하는 것을 방지한다.
[0032] 도 3의 점선 화살표(320)는, 제1 밀봉부(210)를 포함하지 않는 캐소드 구동 유닛 내에서의 액체 및/또는 전도성 입자들의 가능한 궤적을 도시한다. 점선 화살표(320)로 표시된 바와 같이, 어떤 제1 밀봉부(210)도 존재하지 않는 경우, 액체 및/또는 전도성 입자들은 갭을 통해 계속 이동할 수 있을 것이고, 지지 부재(150)에 도달할 것이다. 액체 및/또는 전도성 입자들에 의해 전도성 경로가 형성될 것이다. 전도성 경로는 저전압 플랜지(120)를 고전압 지지 부재(150)와 연결할 것이다. 플랜지(120)와 지지 부재(150) 사이에 전기 아크가 형성될 것이다. 다시 말해, 제1 밀봉부(210)는 플랜지(120)와 지지 부재(150) 사이에 전기 아크가 형성되는 것을 방지한다.
[0033] 상기 내용을 고려하여, 실시예에 따르면, 기판 상에 재료를 증착하기 위한 증착 장치(100)가 제공된다. 증착 장치(100)는 플랜지(120)를 갖는 프로세싱 챔버(110)를 포함한다. 증착 장치(100)는 캐소드 구동 유닛(130)을 포함한다. 캐소드 구동 유닛(130)은 캐소드 어셈블리(140)를 위한 캐소드 구동 유닛일 수 있다. 캐소드 구동 유닛(130)은 플랜지(120)에 커플링된다. 캐소드 구동 유닛(130)은 지지 부재(150)를 포함한다. 캐소드 구동 유닛(130)은 절연 어레인지먼트를 포함한다. 절연 어레인지먼트의 적어도 일부분은 지지 부재(150)를 플랜지(120)로부터 분리시킨다. 절연 어레인지먼트는 제1 절연 부재(262), 및 제1 절연 부재(262) 근처의 제2 절연 부재(264)를 포함한다. 캐소드 구동 유닛(130)은 제1 절연 부재(262)와 제2 절연 부재(264) 사이에 배열된 제1 밀봉부(210)를 포함한다.
[0034] 추가의 실시예에 따르면, 캐소드 어셈블리(140)를 위한 캐소드 구동 유닛(130)이 제공된다. 캐소드 구동 유닛(130)은 프로세싱 챔버(110)의 플랜지(120)에 커플링되도록 구성된다. 캐소드 구동 유닛(130)은 캐소드 구동 유닛(130)의 동작 동안에 고전압에 있도록 구성된 지지 부재(150)를 포함한다. 캐소드 구동 유닛(130)은 절연 어레인지먼트를 포함한다. 절연 어레인지먼트의 적어도 일부분은 지지 부재(150)를 프로세싱 챔버(110)의 플랜지(120)로부터 분리시키도록 배열된다. 절연 어레인지먼트는 제1 절연 부재(262), 및 제1 절연 부재(262) 근처의 제2 절연 부재(264)를 포함한다. 캐소드 구동 유닛(130)은 제1 절연 부재(262)와 제2 절연 부재(264) 사이에 배열된 제1 밀봉부(210)를 포함한다.
[0035] 본원에서 설명되는 실시예들은, 제1 밀봉부(210)를 가짐으로써, 갭(250)을 통해 지지 부재(150)와 플랜지(120) 사이에서 연장되는 전기 아크의 형성이 방지될 수 있다는 장점을 제공한다. 지지 부재(150)와 플랜지(120) 사이의 단락이 방지될 수 있다. 상기 내용을 고려하면, 본원에서 설명되는 실시예들은 캐소드 구동 유닛(130)의 오동작 및 캐소드 구동 유닛(130)에 대한 손상을 회피하는 것을 가능하게 한다.
[0036] 본원에서 설명되는 캐소드 구동 유닛(130)은 캐소드 어셈블리(140)에 전력을 공급하도록 구성될 수 있다. 캐소드 구동 유닛(130)은 캐소드 어셈블리(140)에 전력을 공급하기 위한 전력 공급부를 포함하거나 또는 그 전력 공급부에 연결가능할 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 캐소드 구동 유닛(130)은 물 또는 냉각제를 캐소드 어셈블리(140) 및/또는 냉각제를 수용하기 위한 볼륨에 공급하도록 구성될 수 있다. 캐소드 구동 유닛(130)은 물 또는 냉각제를 캐소드 어셈블리(140)에 공급하기 위한 물 또는 냉각제 공급부를 포함하거나 또는 그 물 또는 냉각제 공급부에 연결가능할 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 캐소드 구동 유닛(130)은 캐소드 어셈블리(140)의 타겟의 회전을 구동시키도록 구성될 수 있다. 캐소드 구동 유닛(130)은 타겟의 회전을 구동시키기 위한 액추에이터를 포함할 수 있다. 캐소드 구동 유닛은 위에서 설명된 기능들의 임의의 조합을 수행하도록 구성될 수 있다.
[0037] 본원에서 설명되는 캐소드 구동 유닛(130)은 또한, 엔드 블록(end block) 또는 캐소드 구동 블록으로 지칭될 수 있다.
[0038] 본원에서 설명되는 지지 부재(150)는, 캐소드 구동 유닛(130)의 동작 동안, 예컨대 캐소드 구동 유닛(130)이 증착 프로세스 동안에 캐소드 어셈블리(140)를 구동시키는 동안, 고전압에 있도록 구성될 수 있다. 본원에서 설명되는 바와 같은 고전압은 400 V 이상, 구체적으로는 1000 V 이상, 더 구체적으로는 1500 V 이상의 전압일 수 있다. 예컨대, 지지 부재(150)는 증착 동안 400 V 내지 600 V의 전압을 가질 수 있고 점화 전압으로서 최대 1500 V의 전압을 가질 수 있다.
[0039] 프로세싱 챔버(110)의 플랜지(120)는 증착 프로세스 동안에 저전압에 있도록 구성될 수 있다. 구체적으로, 플랜지(120)가 프로세싱 챔버(110)의 부분이기 때문에, 플랜지는 증착 프로세스 동안에 실질적으로 접지 전위에 있을 수 있다.
[0040] 본원에서 설명되는 제1 밀봉부(210)는 지지 부재(150)와 플랜지(120) 사이의 전기 아크의 형성을 방지하도록 구성될 수 있다. 제1 밀봉부(210)는 제1 절연 부재(262) 및 제2 절연 부재(264)와 접촉할 수 있다. 제1 밀봉부(210)는 제1 절연 부재(262)와 제2 절연 부재(264) 사이의 갭(250)을 밀봉할 수 있다. 제1 밀봉부(210)는 액체, 예컨대 냉각제, 또는 전도성 입자들, 예컨대 전도성 타겟 재료, 이를테면, 인듐 주석 옥사이드(ITO; indium tin oxide)가 갭을 통해 지지 부재(150)에 도달하는 것을 방지할 수 있다. 제1 밀봉부(210)는, 갭을 통해 지지 부재(150)와 플랜지(120)를 연결하는 전기 아크의 형성을 방지하도록 구성될 수 있다.
[0041] 본원에서 설명되는 제1 밀봉부(210)는 고정형 밀봉부일 수 있다. 제1 밀봉부(210)는 캐소드 어셈블리(140)의 타겟과 함께 회전하도록 구성되지 않는다. 제1 밀봉부(210)는, 제1 절연 부재(262), 제2 절연 부재(264), 지지 부재(150) 및/또는 플랜지(120)에 대해 고정형일 수 있다.
[0042] 본원에서 설명되는 제1 밀봉부(210)는 밴드-형상 제1 밀봉부일 수 있다. 제1 밀봉부(210)는 O-링일 수 있다. 제1 밀봉부(210)는 캐소드 어셈블리(140)의 회전 축(290)을 둘러쌀 수 있다.
[0043] 본원에서 설명되는 절연 어레인지먼트는 지지 부재(150)에 장착될 수 있다. 절연 어레인지먼트, 또는 절연 어레인지먼트의 적어도 일부분은 지지 부재(150) 위에 배열될 수 있다. 제1 절연 부재(262)는 지지 부재(150)를 프로세싱 챔버(110)의 플랜지(120)로부터 분리시키도록 지지 부재(150) 위에 배열될 수 있다.
[0044] 본원에서 설명되는 제1 절연 부재(262)는 제1 표면을 가질 수 있다. 제2 절연 부재(264)는 제1 표면과 대면하는 제2 표면을 가질 수 있다. 제1 밀봉부(210)는 제1 표면과 제2 표면 사이에 배열될 수 있다. 제1 표면과 제2 표면은 메이팅 표면들(mating surfaces)일 수 있다. 제1 밀봉부(210)는 제1 표면 및 제2 표면과 접촉할 수 있다.
[0045] 본원에서 설명되는 제1 절연 부재(262)는, 예컨대 하나 이상의 체결구(fastener)들에 의해 지지 부재(150)에 체결될 수 있다.
[0046] 본원에서 설명되는 제1 절연 부재(262) 및/또는 제2 절연 부재(264)는 지지 부재(150)에 대해 고정형일 수 있다. 다시 말해, 제1 절연 부재(262) 및/또는 제2 절연 부재(264)는 캐소드 어셈블리(140)의 타겟과 함께 회전하지 않을 수 있다. 제1 절연 부재(262) 및/또는 제2 절연 부재(264)는 서로에 대해 고정형일 수 있다. 제1 절연 부재(262) 및/또는 제2 절연 부재(264)는 플랜지(120)에 대해 고정형이도록 구성될 수 있다.
[0047] 본원에서 설명되는 제1 절연 부재(262)는 하나 이상의 체결구들에 의해 플랜지(120)에 체결될 수 있다.
[0048] 본원에서 설명되는 절연 어레인지먼트는 캐소드 어셈블리(140)의 회전 축(290)을 둘러쌀 수 있다. 제1 절연 부재(262)는 회전 축(290)을 둘러쌀 수 있다. 제2 절연 부재(264)는 회전 축(290)을 둘러쌀 수 있다.
[0049] 본원에서 설명되는 캐소드 어셈블리(140)는 스퍼터 캐소드 어셈블리일 수 있다. 본원에서 설명되는 캐소드 구동 유닛(130)은 스퍼터 캐소드 어셈블리를 위한 캐소드 구동 유닛일 수 있다. 본원에서 설명되는 증착 장치(100)는 스퍼터 증착 장치일 수 있다.
[0050] 본원에서 설명되는 캐소드 구동 유닛(130)은 캐소드 어셈블리를 냉각시키기 위한 냉각제를 수용하기 위한 볼륨을 포함할 수 있다. 예컨대, 캐소드 어셈블리(140)의 유지보수 또는 교체 동안, 냉각제의 액체 입자들은 절연 어레인지먼트에 도달할 수 있다. 제1 밀봉부(210)는, 제1 절연 부재(262)와 제2 절연 부재(264) 사이의 갭을 통해 냉각제가 지지 부재(150)로 유동하는 것을 방지하도록 구성될 수 있다. 지지 부재(150)와 플랜지(120) 사이의 전기 아크의 형성이 방지될 수 있다.
[0051] 본원에서 설명되는 지지 부재(150)는 캐소드 구동 유닛(130)의 하나 이상의 컴포넌트들을 지지 및/또는 하우징하도록 구성될 수 있다. 지지 부재(150)는 캐소드 구동 유닛(130)의 하나 이상의 샤프트들, 예컨대 본원에서 설명되는 제1 샤프트(610) 및/또는 제2 샤프트(620)를 지지할 수 있다. 지지 부재(150)는 본원에서 설명되는 제1 절연 부재(262) 및/또는 제2 절연 부재(264)를 지지할 수 있다. 지지 부재(150)는 캐소드 어셈블리를 지지하기 위한 베어링을 지지할 수 있다.
[0052] 본원에서 설명되는 지지 부재(150)는 전도성 재료, 예컨대, 알루미늄을 포함하거나 또는 전도성 재료로 제조될 수 있다.
[0053] 본원에서 설명되는 제1 절연 부재(262) 및/또는 제2 절연 부재(264)는 절연 재료, 이를테면, 예컨대 폴리에테르 에테르 케톤(PEEK; polyether ether ketone)을 포함하거나 또는 절연 재료로 제조될 수 있다.
[0054] 본원에서 설명되는 제1 밀봉부(210)는 탄성 재료, 예컨대 니트릴-부타디엔-고무(NBR; Nitril-Butadien-Rubber), 플루오로카본-카우트슈크(FKM; Fluorkarbon-Kautschuk) 등으로 제조되거나 또는 이를 포함할 수 있다.
[0055] 본원에서 설명되는 프로세싱 챔버(110)는 진공 챔버일 수 있다.
[0056] 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 증착 장치(100)는 캐소드 어셈블리(140)를 포함할 수 있다. 캐소드 어셈블리(140)는 캐소드 구동 유닛(130)에 장착될 수 있다. 캐소드 어셈블리(140), 또는 캐소드 어셈블리(140)의 적어도 일부분은 프로세싱 챔버(110) 내에 배열될 수 있다.
[0057] 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 증착 장치(100)는 캐소드 구동 유닛들의 어레이를 포함할 수 있다. 캐소드 구동 유닛들의 어레이는 2개, 3개, 4개, 5개, 6개 또는 그보다 많은 캐소드 구동 유닛들, 예컨대 16개의 캐소드 구동 유닛들을 포함할 수 있다. 캐소드 구동 유닛들의 어레이는 실질적으로 선형 어레이일 수 있다. 캐소드 구동 유닛들의 어레이의 캐소드 구동 유닛들은 실질적으로 라인을 따라 배열될 수 있다.
[0058] 본원에서 설명되는 플랜지(120)는 프로세싱 챔버(110)의 벽 부분에 제공될 수 있다. 프로세싱 챔버(110)는 복수의 플랜지들을 포함할 수 있다. 복수의 플랜지들은 2개, 3개, 4개, 5개, 6개 또는 그보다 많은 플랜지들을 포함할 수 있다. 캐소드 구동 유닛들의 어레이의 각각의 캐소드 구동 유닛은 복수의 플랜지들 중 개개의 플랜지에 커플링될 수 있다.
[0059] 프로세싱 챔버(110)는 캐소드 어셈블리들의 어레이를 포함할 수 있다. 캐소드 어셈블리들의 어레이는 2개, 3개, 4개, 5개, 6개 또는 그보다 많은 캐소드 어셈블리들을 포함할 수 있다. 캐소드 어셈블리들의 어레이의 각각의 캐소드 어셈블리는 캐소드 구동 유닛들의 어레이의 개개의 캐소드 구동 유닛에 의해 지지될 수 있다. 캐소드 어셈블리들의 어레이는 실질적으로 선형 어레이일 수 있다. 캐소드 어셈블리들의 어레이의 캐소드 어셈블리들은 실질적으로 라인을 따라 배열될 수 있다.
[0060] 캐소드 구동 유닛들의 어레이의 각각의 캐소드 구동 유닛은 본원에서 설명된 캐소드 구동 유닛(130)과 유사할 수 있다. 캐소드 구동 유닛들의 어레이의 각각의 캐소드 구동 유닛은 복수의 플랜지들 중 개개의 플랜지에 커플링될 수 있다. 각각의 캐소드 구동 유닛은 캐소드 구동 유닛의 동작 동안에 고전압에 있도록 구성된 지지 부재를 포함할 수 있다. 각각의 캐소드 구동 유닛은 지지 부재 위에 배열된 절연 어레인지먼트를 포함할 수 있다. 절연 어레인지먼트의 적어도 일부분은 지지 부재를 플랜지로부터 분리시킬 수 있다. 절연 어레인지먼트는 제1 절연 부재, 및 제1 절연 부재 근처의 제2 절연 부재를 포함할 수 있다. 각각의 캐소드 구동 유닛은 제1 절연 부재와 제2 절연 부재 사이에 배열된 제1 밀봉부를 포함할 수 있다.
[0061] 도 4는 본원에서 설명되는 캐소드 구동 유닛(130)의 예를 도시한다. 도 4에 도시된 캐소드 구동 유닛(130)은 도 1에 도시된 증착 장치(100)에 포함될 수 있다. 도 4에 도시된 캐소드 구동 유닛(130)은 지지 부재(150) 및 제1 절연 부재(262)를 포함한다. 제1 절연 부재(262)는 플랜지(120)와 대면하는 제1 측(422) 및 지지 부재(150)와 대면하는 제2 측(424)을 갖는다. 스루-홀(430)이 제1 절연 부재(262)에 제공된다. 스루-홀(430)은 제1 측(422)으로부터 제2 측(424)으로 연장된다. 도 4에 도시된 바와 같이, 스루-홀(430)은 제1 절연 부재(262)를 지지 부재(150)에 고정하는 제1 체결구(432)를 포함할 수 있다.
[0062] 도 4에 도시된 캐소드 구동 유닛(130)은 제1 절연 부재(262)와 플랜지(120) 사이에 배열된 제2 밀봉부(410)를 포함한다. 제2 밀봉부(410)는 제1 절연 부재(262)와 플랜지(120) 사이의 갭(450)을 밀봉한다. 도 4에 도시된 갭(450)은 개략적이고 과장된 방식으로 그려져 있다. 실제로, 제1 절연 부재(262)와 플랜지(120) 사이의 갭은 도 4에 도시된 갭보다 폭이 훨씬 더 작을 수 있다. 구체적으로, 제1 절연 부재(262)는 플랜지(120)와 거의-접촉할 수 있다. 본원에서 설명되는 바와 같은 제2 밀봉부는 캐소드 구동 유닛과 플랜지 사이의 갭을 밀봉할 수 있다.
[0063] 예컨대, 증착 장치(100)의 유지보수 또는 새로운 캐소드 어셈블리에 의한 캐소드 어셈블리(140)의 교체 동안에, 액체 및/또는 전도성 재료가, 위에서 설명된 바와 같이, 플랜지(120)에 도달할 수 있다. 액체 및/또는 전도성 입자들은 제1 절연 부재(262)와 플랜지(120) 사이의 갭(450) 내로 이동할 수 있다. 어떤 제2 밀봉부(410)도 존재하지 않는 경우, 액체 및/또는 전도성 입자들은 갭(450)을 통해 그리고 스루-홀(430)을 통해 이동할 수 있을 것이고, 지지 부재(150)에 도달할 것이다. 스루-홀(430)을 통해 저전압 플랜지(120)와 고전압 지지 부재(150) 사이에 전기 아크가 형성될 것이다. 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 제2 밀봉부(410)는 스루-홀(430)의 위치로부터 반경방향 내측의 포지션에서 갭(450)을 밀봉한다. 제2 밀봉부(410)는, 액체 및/또는 전도성 입자들이 스루-홀(430)에 도달할 수 있기 전에 갭(450)을 통해 이동하는 액체 및/또는 전도성 입자들을 차단한다. 제2 밀봉부(410)는 액체 및/또는 전도성 입자들이 플랜지(120)로부터 스루-홀(430)을 통해 지지 부재(150)로 이동하는 것을 방지한다. 플랜지(120)와 지지 부재(150) 사이의 전기 아크의 형성이 회피될 수 있다.
[0064] 상기 내용을 고려하여, 추가의 실시예에 따르면, 기판 상에 재료를 증착하기 위한 증착 장치(100)가 제공된다. 증착 장치(100)는 플랜지(120)를 갖는 프로세싱 챔버(110)를 포함한다. 증착 장치(100)는 캐소드 구동 유닛(130)을 포함한다. 캐소드 구동 유닛(130)은 회전 축(290)을 갖는 캐소드 어셈블리(140)를 위한 캐소드 구동 유닛일 수 있다. 캐소드 구동 유닛(130)은 플랜지(120)에 커플링된다. 캐소드 구동 유닛(130)은 지지 부재(150)를 포함한다. 지지 부재(150)는 캐소드 구동 유닛(130)의 동작 동안에 고전압에 있도록 구성될 수 있다. 캐소드 구동 유닛(130)은 지지 부재(150)를 프로세싱 챔버(110)의 플랜지(120)로부터 분리시키는 제1 절연 부재(262)를 포함한다. 제1 절연 부재(262)는 플랜지와 대면하는 제1 측(422) 및 지지 부재(150)와 대면하는 제2 측(424)을 갖는다. 제1 절연 부재(262)는 제1 측(422)으로부터 제2 측(424)으로 연장되는 스루-홀(430)을 갖는다. 캐소드 구동 유닛(130)은 제1 절연 부재(262)와 플랜지(120) 사이에 밀봉부를 갖는다. 제1 절연 부재(262)와 플랜지(120) 사이의 밀봉부는 캐소드 구동 유닛(130)의 제2 밀봉부(410)로 본원에서 지칭되고 도면들에서 도시된다. 스루-홀(430)은 제2 밀봉부(410)로부터 반경방향 외측 포지션에 배열된다.
[0065] 추가의 실시예에 따르면, 회전 축(290)을 갖는 캐소드 어셈블리(140)를 위한 캐소드 구동 유닛(130)이 제공된다. 캐소드 구동 유닛(130)은 프로세싱 챔버(110)의 플랜지(120)에 커플링되도록 구성된다. 캐소드 구동 유닛(130)은 캐소드 구동 유닛(130)의 동작 동안에 고전압에 있도록 구성된 지지 부재(150)를 포함한다. 캐소드 구동 유닛(130)은 지지 부재(150)를 프로세싱 챔버(110)의 플랜지(120)로부터 분리시키도록 배열된 제1 절연 부재(262)를 포함한다. 제1 절연 부재(262)는 플랜지(120)와 대면하도록 구성된 제1 측(422) 및 지지 부재(150)와 대면하는 제2 측(424)을 갖는다. 제1 절연 부재(262)는 제1 측(422)으로부터 제2 측(424)으로 연장되는 스루-홀(430)을 갖는다. 캐소드 구동 유닛(130)은 제1 절연 부재(262)에 밀봉부, 즉, 본원에서 설명된 제2 밀봉부(410)를 포함한다. 스루-홀(430)은 밀봉부로부터 반경방향 외측 포지션에 배열된다.
[0066] 스루-홀(430)로부터 반경방향 내측 포지션에 제2 밀봉부(410)를 제공함으로써, 갭(450)을 통해 지지 부재(150)와 플랜지(120) 사이에서 연장되는 전기 아크의 형성이 방지될 수 있다. 지지 부재(150)와 플랜지(120) 사이의 단락이 방지될 수 있다. 상기 내용을 고려하면, 본원에서 설명되는 실시예들은 캐소드 구동 유닛(130)의 오동작 및 캐소드 구동 유닛(130)에 대한 손상을 회피하는 것을 가능하게 한다.
[0067] 또한, 스루-홀(430)로부터 반경방향 내측 포지션에 제2 밀봉부(410)를 제공함으로써, 스루-홀(430)을 형성하기 위한 추가의 공간이 제공된다. 제1 절연 부재(262)를 지지 부재(150)에 고정하기 위해 더 큰, 즉, 더 강한 체결구가 사용될 수 있도록, 더 큰 스루-홀(430)이 제공될 수 있다. 상기 내용을 고려하면, 지지 부재(150)에 대한 제1 절연 부재(262)의 개선된 체결이 제공될 수 있다.
[0068] 본원에서 설명되는 실시예들은, 캐소드 어셈블리(140)의 회전 축(290)에 대한 반경방향 거리인 반경방향 거리의 개념을 수반한다. 스루-홀(430)이 제2 밀봉부(410)로부터 반경방향 외측 포지션에 배열된다는 것은, 제2 밀봉부(410)의 일부분이 캐소드 어셈블리(140)의 회전 축(290)과 스루-홀(430) 사이에 있다는 의미로 이해될 수 있다. 스루-홀(430)로부터 회전 축(290)까지의 반경방향 거리는 제2 밀봉부(410)의 일부분으로부터 회전 축(290)까지의 반경방향 거리보다 더 클 수 있다.
[0069] 본원에서 설명되는 제2 밀봉부(410)는 고정형 진공 밀봉부일 수 있다. 제2 밀봉부(410)는 지지 부재(150)와 플랜지(120) 사이의 전기 아크의 형성을 방지하도록 구성될 수 있다. 제2 밀봉부(410)는 제1 절연 부재(262) 및 플랜지(120)와 접촉할 수 있다. 제2 밀봉부(410)는 캐소드 구동 유닛(130)과 플랜지(120) 사이의, 구체적으로는 제1 절연 부재(262)와 플랜지(120) 사이의 갭(450)을 밀봉할 수 있다. 제2 밀봉부(410)는 액체, 예컨대 냉각제, 또는 전도성 입자들, 예컨대 전도성 타겟 재료, 이를테면, ITO가 갭을 통해 스루-홀(430)에 도달하는 것을 방지할 수 있다. 제2 밀봉부(410)는 액체 또는 전도성 입자들이 스루-홀(430)을 통해 지지 부재(150)에 도달하는 것을 방지하도록 구성될 수 있다. 제2 밀봉부(410)는 스루-홀(430)을 통해 지지 부재(150)와 플랜지(120)를 연결하는 전기 아크의 형성을 방지하도록 구성될 수 있다.
[0070] 본원에서 설명되는 제2 밀봉부(410)는 제1 절연 부재(262)의 제1 측(422)에 배열될 수 있다.
[0071] 본원에서 설명되는 스루-홀(430)은 제1 절연 부재(262)를 지지 부재(150)에 체결하기 위한 제1 체결구(432)를 수용하도록 구성될 수 있다. 제1 절연 부재(262)는 스루-홀(430)에 제공된 제1 체결구(432)에 의해 지지 부재(150)에 체결될 수 있다.
[0072] 본원에서 설명되는 제1 절연 부재(262)는, 제1 절연 부재(262)의 제1 측(422)으로부터 제1 절연 부재(262)의 제2 측(424)으로 연장되는 복수의 스루-홀들을 가질 수 있다. 복수의 스루-홀들 중 각각의 스루-홀은 제2 밀봉부(410)로부터 반경방향 외측 포지션에 배열될 수 있다. 각각의 스루-홀은 제1 절연 부재(262)를 지지 부재(150)에 체결하기 위한 개개의 제1 체결구를 수용하도록 구성될 수 있다. 제1 절연 부재(262)는 복수의 스루-홀들에 제공된 복수의 제1 체결구들에 의해 지지 부재(150)에 체결될 수 있다.
[0073] 본원에서 설명되는 제1 절연 부재(262)는 제3 표면을 가질 수 있다. 제3 표면은 제1 절연 부재(262)의 제1 측(422) 상에 있을 수 있다. 플랜지(120)는 제3 표면과 대면하는 제4 표면을 가질 수 있다. 제2 밀봉부(410)는 제3 표면과 제4 표면 사이에 배열될 수 있다.
[0074] 본원에서 설명되는 제2 밀봉부(410)는 고정형 밀봉부일 수 있다. 제2 밀봉부(410)는, 제1 절연 부재(262), 제2 절연 부재(264), 지지 부재(150) 및/또는 플랜지(120)에 대해 고정형일 수 있다.
[0075] 본원에서 설명되는 제2 밀봉부(410)는 밴드-형상 밀봉부일 수 있다. 제2 밀봉부(410)는 O-링-타입 밀봉부, 구체적으로는 캐소드 어셈블리의 회전 축(290)에 대해 가변 거리를 갖는 O-링-타입 밀봉부일 수 있다. 제2 밀봉부(410)는 캐소드 어셈블리(140)의 회전 축(290)을 둘러쌀 수 있다. 제2 밀봉부(410)는 본원에서 설명되는 바와 같이 캐소드 구동 유닛(130)의 제1 샤프트(610)를 둘러쌀 수 있다. 제1 밀봉부(210)는 본원에서 설명되는 바와 같이 캐소드 구동 유닛(130)의 제2 샤프트(620)를 둘러쌀 수 있다.
[0076] 도 5는 예시적인 캐소드 구동 유닛(130)의 상면도를 도시한다.
[0077] 본원에서 설명되는 제1 절연 부재(262)는 제2 체결구에 의해 플랜지(120)에 체결되도록 구성될 수 있다. 예컨대, 도 5에 도시된 바와 같이, 제2 체결구는 제1 절연 부재(262)의 개구(510) 내에 제공될 수 있다. 제2 체결구 및/또는 개구(510)는 제2 밀봉부(410)로부터 반경방향 내측 포지션에 있을 수 있다. 제2 체결구가 제2 밀봉부(410)로부터 반경방향 내측 포지션에 배열된다는 것은, 제2 체결구가 제2 밀봉부(410)의 일부분과 캐소드 어셈블리의 회전 축(290) 사이에 배열된다는 의미로 이해될 수 있다. 제2 체결구로부터 회전 축(290)까지의 반경방향 거리는 제2 밀봉부(410)의 일부분으로부터 회전 축(290)까지의 반경방향 거리보다 더 작을 수 있다.
[0078] 본원에서 설명되는 제1 절연 부재(262)는 복수의 제2 체결구들에 의해 플랜지(120)에 체결되도록 구성될 수 있다. 각각의 제2 체결구는 제2 밀봉부(410)로부터 반경방향 내측 포지션에 있을 수 있다.
[0079] 본원에서 설명되는 제2 밀봉부(410)는, 예컨대, 도 5에 도시된 바와 같이, 캐소드 어셈블리(140)의 회전 축(290)에 대해 가변 거리, 구체적으로는 가변 반경방향 거리를 가질 수 있다. 제2 밀봉부(410)의 제1 부분은 제1 반경방향 거리만큼 회전 축(290)으로부터 이격될 수 있다. 제2 밀봉부(410)의 제2 부분은 제1 반경방향 거리보다 더 작은 제2 반경방향 거리만큼 회전 축(290)으로부터 이격될 수 있다. 제2 밀봉부(410)의 제3 부분은 제2 반경방향 거리보다 더 큰 제3 반경방향 거리만큼 회전 축(290)으로부터 이격될 수 있다.
[0080] 본원에서 설명되는 제2 밀봉부(410)는 탄성 재료, 예컨대 니트릴-부타디엔-고무(NBR), 플루오로카본-카우트슈크(FKM) 등으로 제조되거나 또는 이를 포함할 수 있다.
[0081] 본원에서 설명되는 캐소드 구동 유닛(130)은 본원에서 설명되는 제1 밀봉부(210), 본원에서 설명되는 제2 밀봉부(410), 또는 제1 밀봉부(210) 및 제2 밀봉부(410) 둘 모두를 포함할 수 있다.
[0082] 본원에서 설명되는 캐소드 구동 유닛(130)은 절연 어레인지먼트를 포함할 수 있다. 본원에서 설명되는 바와 같이, 절연 어레인지먼트는, 제1 절연 부재(262), 및 제1 절연 부재(262) 근처의 제2 절연 부재(264)를 포함할 수 있다. 제1 절연 부재(262)는 플랜지(120)와 대면하는 제1 측(422) 및 지지 부재(150)와 대면하는 제2 측(424)을 가질 수 있다. 제1 절연 부재(262)는 제1 측(422)으로부터 제2 측(424)으로 연장되는 스루-홀(430)을 가질 수 있다. 캐소드 구동 유닛(130)은 본원에서 설명되는 제1 밀봉부(210)를 포함할 수 있다. 제1 밀봉부(210)는 제1 절연 부재(262)와 제2 절연 부재(264) 사이에 배열될 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 캐소드 구동 유닛(130)은 본원에서 설명되는 제2 밀봉부(410)를 포함할 수 있다. 제2 밀봉부(410)는 제1 절연 부재(262)의 제1 측(422)에 배열될 수 있다. 스루-홀(430)은 제2 밀봉부(410)로부터 반경방향 외측 포지션에 배열된다.
[0083] 도 6은 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 증착 장치(100)를 도시한다. 증착 장치(100)는 본원에서 설명되는 제1 밀봉부(210) 및 제2 밀봉부(410)를 포함하는 캐소드 구동 유닛(130)을 포함한다.
[0084] 본원에서 설명되는 캐소드 구동 유닛(130)은 제1 샤프트(610)를 포함할 수 있다. 예컨대, 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 샤프트(610)는 캐소드 구동 유닛(130)에 장착된 캐소드 어셈블리(140)에 전력을 제공하기 위한 것일 수 있다. 제1 샤프트(610)는 캐소드 어셈블리(140)의 타겟의 회전을 구동시키도록 구성될 수 있다. 제1 샤프트(610)는 타겟, 예컨대 관형 타겟에 연결될 수 있다. 제1 샤프트(610)는 전력 소스, 구체적으로는 고전압 전력 소스에 연결될 수 있다. 제1 샤프트(610)는 캐소드 구동 유닛(130)의 동작 동안에 고전압이 제공되도록 구성될 수 있다.
[0085] 제1 샤프트(610)는 캐소드 어셈블리(140)의 회전 축(290)과 동일한 방향으로 연장될 수 있다. 절연 어레인지먼트, 제1 절연 부재(262) 및/또는 제2 절연 부재(264)는 제1 샤프트(610)를 둘러쌀 수 있다. 제1 밀봉부(210)는 제1 샤프트(610)를 둘러쌀 수 있다.
[0086] 본원에서 설명되는 캐소드 구동 유닛(130)은, 예컨대 도 6에 도시된 바와 같은 제2 샤프트(620)를 포함할 수 있다. 제2 샤프트(620)는 캐소드 어셈블리(140)의 자석 어셈블리를 배향시키도록 그리고/또는 정렬시키도록 구성될 수 있다. 자석 어셈블리를 배향시키고 그리고/또는 정렬시킴으로써, 타겟 재료가 타겟으로부터 방출되는 스퍼터 방향이 보장될 수 있다. 제2 샤프트(620)는 자석 어셈블리와 연결될 수 있다. 자석 어셈블리는 스퍼터링 동안 이동가능하거나 또는 고정형일 수 있다. 예컨대, 자석 어셈블리는 "와블링(wobble)"(+/-30°의 각도에 걸쳐 이동함)할 수 있는 반면 기판은 고정형이다.
[0087] 제2 샤프트(620)는 제1 샤프트(610) 및/또는 캐소드 어셈블리(140)의 회전 축(290)과 동일한 방향으로 연장될 수 있다. 제1 샤프트(610)는 제2 샤프트(620)의 적어도 일부분을 둘러쌀 수 있다. 제1 샤프트(610)는 외측 샤프트일 수 있다. 제2 샤프트(620)는 내측 샤프트일 수 있다. 제1 샤프트(610)는 제2 샤프트(620)와 실질적으로 동심(concentric)일 수 있다. 절연 어레인지먼트, 제1 절연 부재(262) 및/또는 제2 절연 부재(264)는 제2 샤프트(620)를 둘러쌀 수 있다. 제1 밀봉부(210)는 제2 샤프트(620)를 둘러쌀 수 있다.
[0088] 본원에서 설명되는 캐소드 구동 유닛(130)은 캐소드 어셈블리(140)를 지지하기 위한 베어링을 포함할 수 있다. 캐소드 어셈블리(140)는 베어링에서 캐소드 구동 유닛(130)에 장착될 수 있다. 베어링은 캐소드 구동 유닛(130)의 동작 동안에 고전압에 있도록 구성될 수 있다. 베어링은 캐소드 어셈블리(140)의 제1 샤프트(610)와 접촉할 수 있다. 베어링은 지지 부재(150)와 접촉하거나 지지 부재(150)에 의해 지지될 수 있다.
[0089] 제1 샤프트(610)는 고전압 전력 소스에 연결되도록 구성된다. 제1 샤프트(610)와 베어링 사이의 접촉 및 베어링과 지지 부재(150) 사이의 접촉을 고려하면, 제1 샤프트(610)의 고전압은 베어링을 통해 지지 부재(150)에 전달된다. 상기 내용을 고려하면, 지지 부재(150)는 또한, 캐소드 구동 유닛(130)의 동작 동안에 고전압에 있다.
[0090] 전술한 바가 본 개시내용의 실시예들에 관한 것이지만, 본 개시내용의 다른 그리고 추가적인 실시예들이, 본 개시내용의 기본적인 범위를 벗어나지 않으면서 고안될 수 있고, 본 개시내용의 범위는 다음의 청구항들에 의해 결정된다.

Claims (15)

  1. 기판 상에 재료를 증착하기 위한 증착 장치로서,
    플랜지를 갖는 프로세싱 챔버;
    캐소드 구동 유닛(cathode drive unit)을 포함하며,
    상기 캐소드 구동 유닛은 상기 플랜지에 커플링되고,
    상기 캐소드 구동 유닛은,
    지지 부재;
    절연 어레인지먼트 ― 상기 절연 어레인지먼트의 적어도 일부분은 상기 지지 부재를 상기 플랜지로부터 분리시키고, 상기 절연 어레인지먼트는 제1 절연 부재, 및 상기 제1 절연 부재 근처의 제2 절연 부재를 포함함 ―; 및
    상기 제1 절연 부재와 상기 제2 절연 부재 사이의 밀봉부를 포함하는,
    증착 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 지지 부재는 상기 캐소드 구동 유닛의 동작 동안에 고전압에 있도록 구성되는,
    증착 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 밀봉부는 상기 지지 부재와 상기 플랜지 사이의 전기 아크의 형성을 방지하도록 구성되는,
    증착 장치.
  4. 제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 밀봉부는 상기 제1 절연 부재와 상기 제2 절연 부재 사이의 갭을 밀봉하는,
    증착 장치.
  5. 제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 밀봉부는 캐소드 어셈블리의 회전 축을 둘러싸는 밴드-형상 밀봉부인,
    증착 장치.
  6. 캐소드 어셈블리를 위한 캐소드 구동 유닛으로서,
    상기 캐소드 구동 유닛은 프로세싱 챔버의 플랜지에 커플링되도록 구성되고,
    상기 캐소드 구동 유닛은,
    상기 캐소드 구동 유닛의 동작 동안에 고전압에 있도록 구성된 지지 부재;
    절연 어레인지먼트 ― 상기 절연 어레인지먼트의 적어도 일부분은 상기 지지 부재를 상기 프로세싱 챔버의 플랜지로부터 분리시키도록 배열되고, 상기 절연 어레인지먼트는 제1 절연 부재, 및 상기 제1 절연 부재 근처의 제2 절연 부재를 포함함 ―; 및
    상기 제1 절연 부재와 상기 제2 절연 부재 사이의 밀봉부를 포함하는,
    캐소드 구동 유닛.
  7. 기판 상에 재료를 증착하기 위한 증착 장치로서,
    플랜지를 갖는 프로세싱 챔버;
    캐소드 구동 유닛을 포함하며,
    상기 캐소드 구동 유닛은 상기 플랜지에 커플링되고,
    상기 캐소드 구동 유닛은,
    지지 부재;
    상기 지지 부재를 상기 플랜지로부터 분리시키는 제1 절연 부재 ― 상기 제1 절연 부재는 상기 플랜지와 대면하는 제1 측 및 상기 지지 부재와 대면하는 제2 측을 갖고, 상기 제1 절연 부재는 상기 제1 측으로부터 상기 제2 측으로 연장되는 스루-홀을 가짐 ―; 및
    상기 제1 절연 부재와 상기 플랜지 사이의 밀봉부를 포함하며,
    상기 스루-홀은 상기 밀봉부로부터 반경방향 외측 포지션에 배열되는,
    증착 장치.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 지지 부재는 상기 캐소드 구동 유닛의 동작 동안에 고전압에 있도록 구성되는,
    증착 장치.
  9. 제7 항에 있어서,
    상기 밀봉부는 상기 지지 부재와 상기 플랜지 사이의 전기 아크의 형성을 방지하도록 구성되는,
    증착 장치.
  10. 제7 항 내지 제9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 밀봉부는 캐소드 어셈블리의 회전 축을 둘러싸는 밴드-형상 밀봉부인,
    증착 장치.
  11. 제7 항 내지 제9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 절연 부재는 상기 스루-홀에 제공된 제1 체결구(fastener)에 의해 상기 지지 부재에 체결되는,
    증착 장치.
  12. 제7 항 내지 제9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 밀봉부는 캐소드 어셈블리의 회전 축에 대해 가변 거리를 갖는,
    증착 장치.
  13. 제7 항 내지 제9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 밀봉부는 제2 밀봉부이고,
    상기 캐소드 구동 유닛은,
    절연 어레인지먼트 ― 상기 절연 어레인지먼트는 상기 제1 절연 부재, 및 상기 제1 절연 부재 근처의 제2 절연 부재를 포함함 ―; 및
    상기 제1 절연 부재와 상기 제2 절연 부재 사이에 배열된 제1 밀봉부를 더 포함하는,
    증착 장치.
  14. 회전 축을 갖는 캐소드 어셈블리를 위한 캐소드 구동 유닛으로서,
    상기 캐소드 구동 유닛은 프로세싱 챔버의 플랜지에 커플링되도록 구성되고,
    상기 캐소드 구동 유닛은,
    상기 캐소드 구동 유닛의 동작 동안에 고전압에 있도록 구성된 지지 부재;
    상기 지지 부재를 상기 프로세싱 챔버의 플랜지로부터 분리시키도록 배열된 제1 절연 부재 ― 상기 제1 절연 부재는 상기 플랜지와 대면하도록 구성된 제1 측 및 상기 지지 부재와 대면하는 제2 측을 갖고, 상기 제1 절연 부재는 상기 제1 측으로부터 상기 제2 측으로 연장되는 스루-홀을 가짐 ―; 및
    상기 제1 절연 부재에 있는 밀봉부를 포함하며,
    상기 스루-홀은 상기 밀봉부로부터 반경방향 외측 포지션에 배열되는,
    캐소드 구동 유닛.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 밀봉부는 제2 밀봉부이고,
    상기 캐소드 구동 유닛은,
    절연 어레인지먼트 ― 상기 절연 어레인지먼트는 상기 제1 절연 부재, 및 상기 제1 절연 부재 근처의 제2 절연 부재를 포함함 ―; 및
    상기 제1 절연 부재와 상기 제2 절연 부재 사이에 배열된 제1 밀봉부를 더 포함하는,
    캐소드 구동 유닛.
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JPH11350115A (ja) * 1998-06-12 1999-12-21 Ulvac Corp 同軸型真空アーク蒸着源を用いた蒸着装置
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