KR20210014777A - 기판을 코팅하기 위한 방법들 및 코터 - Google Patents

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Abstract

3개 또는 그 초과의 회전가능 타겟들(20)을 갖는 적어도 하나의 캐소드 조립체(10)를 이용하여 기판(100)을 코팅하기 위한 방법이 제공되며, 3개 또는 그 초과의 회전가능 타겟들은 각각, 내부에 포지셔닝된 자석 조립체(25)를 포함한다. 방법은, 기판(100)으로부터 3개 또는 그 초과의 회전가능 타겟들(20) 중 각각의 회전가능 타겟의 축(21)으로 수직으로 연장되는 평면(22)에 대하여 복수의 상이한 각 포지션들로 자석 조립체들(25)을 회전시키는 단계; 및 데이터베이스 또는 메모리에 저장된 함수에 따라, 3개 또는 그 초과의 회전가능 타겟들(20)에 제공되는 전력, 자석 조립체들(25)의 체류 시간, 및 연속적으로 변화되는, 자석 조립체들(25)의 각 속도 중 적어도 하나를 변화시키는 단계를 포함한다.

Description

기판을 코팅하기 위한 방법들 및 코터{METHODS FOR COATING A SUBSTRATE AND COATER}
[0001] 본 출원은 기판을 코팅하기 위한 방법 및 코터(coater)에 관한 것으로, 구체적으로, 높은 균일성으로 기판 상에 층을 스퍼터링하기 위한 방법 및 그 방법을 수행하기 위한 코터에 관한 것이다.
[0002] 높은 균일성(즉, 연장되는 표면에 걸친 균일한 두께 및 전기 특성들)으로 기판 상에 층을 형성하는 것은 다수의 기술 분야들에서 주요 관심사이다. 예컨대, 박막 트랜지스터(TFT)들의 분야에서, 두께 균일성 및 전기 특성들의 균일성은 디스플레이 채널 영역들을 신뢰성 있게 제조하는 데 있어서 주요 관심사일 수 있다. 게다가, 전형적으로, 균일한 층은 제조 재현성을 가능하게 한다.
[0003] 기판 상에 층을 형성하기 위한 하나의 방법은 스퍼터링이며, 스퍼터링은 다양한 제조 분야들, 예컨대 TFT들의 제작에서 매우 유익한 방법으로서 개발되었다. 스퍼터링 동안, 에너제틱(energetic) 입자들(예컨대, 비활성 또는 반응성 가스의 에너자이징(energize)된 이온들)에 의한 타겟 재료의 충격에 의해 타겟 재료로부터 원자들이 축출된다. 축출된 원자들이 기판 상에 증착될 수 있고, 그에 따라, 스퍼터링된 재료의 층이 형성될 수 있다.
[0004] 그러나, 스퍼터링에 의해 층을 형성하는 것은, 예컨대 기판 및/또는 타겟의 기하형상으로 인해, 높은 균일성 사양(specification)들을 가질 수 있다. 특히, 광대한 기판들에 대한 스퍼터링된 재료의 균일한 층들 및 이온 충격은, 스퍼터링된 재료 및 이온 충격의 불규칙한 공간적 분포로 인해, 달성하는 것이 어려울 수 있다. 기판에 걸쳐 다수의 타겟들을 제공하는 것은 층 균일성을 개선할 수 있다.
[0005] 상기된 바를 고려하여, 본 기술분야의 문제들 중 적어도 일부를 극복하는, 기판을 코팅하기 위한 새로운 방법들 및 코터들이 유익하다.
[0006] 상기된 바를 고려하여, 기판을 코팅하기 위한 방법 및 코터가 제공된다. 본 개시내용의 추가적인 양상들, 이익들, 및 특징들은 청구항들, 상세한 설명, 및 첨부 도면들로부터 명백하다.
[0007] 양상에 따르면, 3개 또는 그 초과의 회전가능 타겟들을 갖는 적어도 하나의 캐소드 조립체를 이용하여 기판을 코팅하기 위한 방법이 제공되며, 3개 또는 그 초과의 회전가능 타겟들은 각각, 내부에 포지셔닝된 자석 조립체를 포함한다. 방법은, 기판으로부터 3개 또는 그 초과의 회전가능 타겟들 중 각각의 회전가능 타겟의 축으로 수직으로 연장되는 평면에 대하여 복수의 상이한 각 포지션(angular position)들로 자석 조립체들을 회전시키는 단계; 및 데이터베이스 또는 메모리에 저장된 함수에 따라, 3개 또는 그 초과의 회전가능 타겟들에 제공되는 전력, 자석 조립체들의 체류 시간, 및 연속적으로 변화되는, 자석 조립체들의 각 속도 중 적어도 하나를 변화시키는 단계를 포함한다.
[0008] 추가적인 양상에 따르면, 기판을 코팅하기 위한 방법을 수행하기 위한 코터가 제공된다.
[0009] 추가적인 양상들, 세부사항들, 이점들, 및 특징들은 종속 청구항들, 상세한 설명, 및 첨부 도면들로부터 명백하다.
[0010] 실시예들은 또한, 개시되는 방법들을 수행하기 위한 장치들에 관한 것이고, 그리고 각각의 설명되는 방법 양상을 수행하기 위한 장치 파트들을 포함한다. 이들 방법 양상들은 하드웨어 컴포넌트들에 의해, 적절한 소프트웨어에 의해 프로그래밍된 컴퓨터에 의해, 이들 둘의 임의의 조합에 의해, 또는 임의의 다른 방식으로 수행될 수 있다. 게다가, 본 개시내용에 따른 실시예들은 또한, 설명되는 장치를 동작시키기 위한 방법들에 관한 것이다. 설명되는 장치를 동작시키기 위한 방법들은 장치의 기능들을 수행하기 위한 방법 양상들을 포함한다.
[0011] 본 개시내용의 상기 열거된 특징들이 상세히 이해될 수 있는 방식으로, 앞서 간략히 요약된 본 개시내용의 보다 구체적인 설명이 실시예들을 참조로 하여 이루어질 수 있다. 첨부 도면들은 본 개시내용의 실시예들에 관한 것이고, 아래에서 설명된다.
도 1은 본원에서 설명되는 실시예들에 따른, 기판을 코팅하기 위한 방법을 예시하는, 코터의 개략적인 단면도를 도시한다.
도 2는 본원에서 설명되는 실시예들에 따른, 기판을 코팅하기 위한 방법을 예시하는, 코터의 개략적인 단면도를 도시한다.
도 3a 및 도 3b는 본원에서 설명되는 실시예들에 따른, 기판을 코팅하기 위한 방법을 예시하는, 코터의 개략적인 단면도를 도시한다.
도 4는 본원에서 설명되는 실시예들에 따른, 기판을 코팅하기 위한 방법을 예시하는, 코터의 개략적인 단면도를 도시한다.
도 5는 본원에서 설명되는 실시예들에 따른, 함수에 따른 전력의 변화를 예시한다.
도 6은 본원에서 설명되는 실시예들에 따른, 함수에 따른 각 속도의 연속적인 변화를 예시한다.
도 7은 본원에서 설명되는 실시예들에 따른, 함수에 따른 전력의 추가적인 변화를 예시한다.
도 8은 본원에서 설명되는 실시예들에 따른, 함수에 따른 전력의 추가적인 변화, 및 본원에서 설명되는 실시예들에 따른, 함수에 따른 체류 시간의 변화를 예시한다.
도 9는 본원에서 설명되는 실시예들에 따른, 기판을 코팅하기 위해 포지셔닝된 3개 또는 그 초과의 회전가능 타겟들의 개략적인 단면도를 도시한다.
도 10a 및 도 10b는 종래의 프로세스에 의해 증착된 막의 두께와 본원에서 설명되는 프로세스들에 의해 증착된 막의 두께의 비교를 도시한다.
도 11a 및 도 11b는 종래의 프로세스에 의해 증착된 막의 전기 특성과 본원에서 설명되는 프로세스들에 의해 증착된 막의 전기 특성의 비교를 도시한다.
[0012] 이제, 본 개시내용의 다양한 실시예들이 상세히 참조될 것이고, 그 다양한 실시예들의 하나 또는 그 초과의 예들이 도면들에 예시된다. 도면들의 아래의 설명 내에서, 동일한 참조 번호들은 동일한 컴포넌트들을 지칭한다. 전형적으로, 개별적인 실시예들에 대한 차이들만이 설명된다. 각각의 예는 본 개시내용의 설명으로서 제공되고, 본 개시내용의 제한으로서 의도되지 않는다. 추가로, 일 실시예의 부분으로서 예시 또는 설명되는 특징들은 더 추가적인 실시예를 생성하기 위해 다른 실시예들과 함께 또는 다른 실시예들에 대해 사용될 수 있다. 본 설명이 그러한 변형들 및 변화들을 포함하는 것으로 의도된다.
[0013] 스퍼터링은 다이오드 스퍼터링 또는 마그네트론 스퍼터링으로서 착수될 수 있다. 마그네트론 스퍼터링은 증착 레이트들이 높다는 점에서 특히 유리하다. 전형적으로, 회전가능 타겟 내에 자석이 포지셔닝된다. 전형적으로, 본원에서 사용되는 바와 같은 회전가능 타겟은 회전가능 만곡 타겟이다. 타겟 표면 바로 아래에 생성되는 생성된 자기장 내에 자유 전자들을 포획하기 위해, 타겟 후방에 자석 또는 자석들을 배열함으로써, 즉, 회전가능 타겟의 경우 타겟의 내부에 자석 또는 자석들을 배열함으로써, 이들 전자들은 자기장 내로 이동하도록 강제되고, 탈출이 가능하지 않게 된다. 이는 전형적으로 10의 몇 배승만큼 가스 분자들을 이온화할 확률을 향상시킨다. 이는 결국, 증착 레이트를 상당히 증가시킨다.
[0014] 본원에서 사용되는 바와 같은 “자석 조립체”라는 용어는 자기장을 생성할 수 있는 유닛이다. 전형적으로, 자석 조립체는 영구 자석을 포함한다. 구체적으로, 자석 조립체는 영구 자석으로 구성될 수 있다. 전형적으로, 이 영구 자석은, 회전가능 타겟 표면 아래에 생성되는 자기장 내에 자유 전자들이 포획되도록, 회전가능 타겟 내에 배열된다. 다수의 실시예들에서, 자석 조립체는 자석 요크(magnet yoke)를 포함한다. 양상에 따르면, 자석 조립체는 회전가능 튜브 내에서 이동가능할 수 있다. 자석 조립체를 이동시킴으로써, 더 구체적으로는 회전 중심으로서 회전가능 튜브의 축을 따라 자석 조립체를 회전시킴으로써, 스퍼터링되는 재료는 상이한 방향들로 지향될 수 있다.
[0015] 기판은 코팅 동안 연속적으로 이동될 수 있거나(“동적 코팅”), 또는 코팅될 기판은 코팅 동안 정지되어 있을 수 있다(“정적 코팅”). 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 방법들은 정적 증착 프로세스를 제공한다. 전형적으로, 특히, 수직으로 배향된 대면적 기판들의 프로세싱과 같은 대면적 기판 프로세싱의 경우에, 정적 증착과 동적 증착이 구별될 수 있다. 동적 스퍼터링, 즉, 기판이 증착 소스 근처에서 연속적으로 또는 준-연속적으로 이동하는 인라인 프로세스는, 기판들이 증착 영역 내로 이동하기 전에 프로세스가 안정화될 수 있고, 이어서, 기판들이 증착 소스를 지나갈 때 일정하게 유지될 수 있다는 사실로 인해, 더 용이할 것이다. 그러나, 동적 증착은 다른 단점들, 예컨대 입자 생성을 가질 수 있다. 이는 특히, TFT 백플레인 증착에 대해 적용될 수 있다. 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 예컨대 TFT 프로세싱에 대해 정적 스퍼터링이 제공될 수 있으며, 여기서, 원시(pristine) 기판 상으로의 증착 전에 플라즈마가 안정화될 수 있다. 동적 증착 프로세스들과 비교하여 상이한 정적 증착 프로세스라는 용어는, 당업자에 의해 인식될 바와 같이, 기판의 어떠한 이동도 배제하는 것은 아니라는 것이 유의되어야 한다. 정적 증착 프로세스는, 예컨대, 증착 동안의 정적 기판 포지션, 증착 동안의 진동 기판 포지션, 증착 동안 실질적으로 일정한 평균 기판 포지션, 증착 동안의 디더링(dithering) 기판 포지션, 증착 동안의 워블링(wobbling) 기판 포지션, 하나의 챔버에 캐소드들이 제공되는, 즉 챔버에 캐소드들의 미리 결정된 세트가 제공되는 증착 프로세스, 층의 증착 동안, 증착 챔버가, 예컨대 인접 챔버로부터 챔버를 분리하는 밸브 유닛들을 폐쇄함으로써, 이웃 챔버들에 대하여 밀봉된 분위기를 갖는 기판 포지션, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 따라서, 정적 증착 프로세스는, 정적 포지션을 갖는 증착 프로세스, 실질적으로 정적인 포지션을 갖는 증착 프로세스, 또는 기판의 부분적으로 정적인 포지션을 갖는 증착 프로세스로서 이해될 수 있다. 따라서, 본원에서 설명되는 바와 같은 정적 증착 프로세스는, 정적 증착 프로세스에 대한 기판 포지션이 증착 동안 전혀 이동되지 않는 것이 아니면서, 동적 증착 프로세스와 명확하게 구별될 수 있다.
[0016] "수직 방향" 또는 "수직 배향"이라는 용어는 "수평 방향" 또는 "수평 배향"과 구별하기 위한 것으로 이해될 수 있다. 즉, "수직 방향" 또는 "수직 배향"은, 예컨대 캐리어 및 기판의 실질적인 수직 배향에 관련될 수 있고, 여기서, 정확한 수직 방향 또는 수직 배향으로부터의 수 도, 예컨대 최대 +/-10° 또는 심지어 최대 +/-15°의 편차가 여전히 "실질적인 수직 방향" 또는 "실질적인 수직 배향"으로서 고려될 수 있다. 수직 방향은 중력에 실질적으로 평행할 수 있다.
[0017] 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는, 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 실질적인 수직은, 특히 기판 배향을 나타내는 경우에, 수직 방향으로부터의 +/-20° 또는 그 미만, 예컨대 +/-10° 또는 그 미만의 편차를 허용하는 것으로 이해될 수 있다. 이러한 편차는, 예컨대, 수직 배향으로부터 약간의 편차를 갖는 기판 지지부가 더 안정적인 기판 포지션을 발생시킬 수 있기 때문에 제공될 수 있다. 그러나, 유기 재료의 증착 동안의 기판 배향은 실질적으로 수직인 것으로 고려될 수 있으며, 이는 수평 기판 배향과 상이한 것으로 고려될 수 있다.
[0018] “실질적으로 수직인”이라는 용어는, 예컨대 회전 축 및 지지 표면 또는 기판 표면의 실질적으로 수직인 배향에 관련될 수 있고, 여기서, 정확한 수직 배향으로부터의 수 도, 예컨대 최대 +/-10° 또는 심지어 최대 +/-15°의 편차가 여전히 “실질적으로 수직인” 것으로 고려될 수 있다.
[0019] 본원에서 설명되는 예들은, 예컨대 리튬 배터리 제조 또는 일렉트로크로믹 윈도우(electrochromic window)들을 위한 대면적 기판들 상으로의 증착을 위해 활용될 수 있다. 예로서, 낮은 용융 온도를 갖는 재료를 포함하는 층을 프로세싱하기 위해, 냉각 디바이스를 사용하여, 대면적 기판 상에 복수의 박막 배터리들이 형성될 수 있다. 일부 예들에 따르면, 대면적 기판은, 약 0.67 m2 기판들(0.73 x 0.92 m)에 대응하는 GEN 4.5, 약 1.4 m2 기판들(1.1 m x 1.3 m)에 대응하는 GEN 5, 약 4.29 m2 기판들(1.95 m x 2.2 m)에 대응하는 GEN 7.5, 약 5.3 m2 기판들(2.16 m x 2.46 m)에 대응하는 GEN 8, 또는 심지어, 약 9.0 m2 기판들(2.88 m x 3.13 m)에 대응하는 GEN 10일 수 있다. GEN 11, GEN 12 등과 같은 한층 더 큰 세대들 및 대응하는 기판 면적들이 유사하게 구현될 수 있다.
[0020] 본원에서 사용되는 바와 같은 "기판"이라는 용어는 특히, 비가요성 기판들, 예컨대 유리 플레이트들을 포괄할 것이다. 본 개시내용은 이에 제한되지 않고, "기판"이라는 용어는 또한, 웹 또는 포일과 같은 가요성 기판들을 포괄할 수 있다.
[0021] 스퍼터링은 디스플레이들의 생산에서 사용될 수 있다. 더 상세히, 스퍼터링은 금속화, 이를테면 전극들 또는 버스들의 생성을 위해 사용될 수 있다. 스퍼터링은 또한, 박막 트랜지스터(TFT)들의 생성을 위해 사용된다. 스퍼터링은 또한, ITO(indium tin oxide) 층의 생성을 위해 사용될 수 있다.
[0022] 스퍼터링은 또한, 박막 솔라 셀들의 생산에서 사용될 수 있다. 박막 솔라 셀은 배면 콘택, 흡수 층, 및 투명 및 전도성 산화물 층(TCO)을 포함한다. 전형적으로, 배면 콘택 및 TCO 층은 스퍼터링에 의해 생산되는 반면에, 흡수 층은 전형적으로, 화학 기상 증착 프로세스에서 제조된다.
[0023] 본 출원의 정황에서, “코팅”, “증착”, 및 “스퍼터링”이라는 용어들은 동의어로 사용된다.
[0024] 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 기판을 코팅하기 위한 방법이 제공된다. 방법은 코터에 의해 수행될 수 있다. 코터는 3개 또는 그 초과의 회전가능 타겟들을 갖는 적어도 하나의 캐소드 조립체를 포함한다. 3개 또는 그 초과의 회전가능 타겟들, 구체적으로는 3개 또는 그 초과의 회전가능 타겟들 각각은 내부에 포지셔닝된 자석 조립체를 포함한다. 전형적으로, 자석 조립체들은, 특히 기판 상으로의 재료의 증착 동안, 기판으로부터 3개 또는 그 초과의 회전가능 타겟들 중 각각의 회전가능 타겟의 축으로 수직으로 연장되는 평면에 대하여, 복수의 상이한 각 포지션들로 회전된다. 구체적으로, 복수의 상이한 각 포지션들 각각에 대해, 자석 조립체들은 기판으로부터 3개 또는 그 초과의 회전가능 타겟들 중 각각의 회전가능 타겟의 축으로 수직으로 연장되는 평면에 대하여 각도를 갖는다. 전형적으로, 3개 또는 그 초과의 회전가능 타겟들은 각각, 회전 축을 중심으로 회전가능한 원통형 스퍼터 캐소드일 수 있다.
[0025] 본 개시내용의 양상에 따르면, 함수에 따라, 3개 또는 그 초과의 회전가능 타겟들에 제공되는 전력, 자석 조립체들의 체류 시간, 및 연속적으로 변화되는, 자석 조립체들의 각 속도 중 적어도 하나가 변화된다. 즉, 3개 또는 그 초과의 회전가능 타겟들에 일정하지 않은 전력이 제공되고, 그리고/또는 상이한 체류 시간들이 사용되고, 그리고/또는 자석 조립체들의 지속적으로 변화되는 각 속도가 사용된다. 전형적으로, 스퍼터 전력, 체류 시간, 및/또는 각 속도는 자석 조립체 포지션에 따라 변경된다. 특히, 스퍼터 전력은 일반적으로, 회전가능 타겟에 인가되는 전력에 직접적으로 대응한다. 0 V에 근접한 값들을 제외하고, 인가되는 전압과 스퍼터 전력 사이의 관계는 제1 근사화에서 선형이다. 따라서, 3개 또는 그 초과의 회전가능 타겟들(20)에 대한 제공되는 전력의 변화의 설명은 3개 또는 그 초과의 회전가능 타겟들(20)에 제공되는 전압의 변화로서 이해될 수 있으며, 그 반대도 마찬가지이다. 구체적으로, 실제로, 스퍼터 전력이 변화될 수 있고, 이는 3개 또는 그 초과의 회전가능 타겟들에 인가되는 전력의 변화를 발생시킬 수 있다. 전형적으로, 전압은 -200 V 내지 -800 V의 범위, 구체적으로는 -300 V 내지 -550 V의 범위에서 변화될 수 있다. 게다가, 3개 또는 그 초과의 회전가능 타겟들에 제공되는 전류를 변화시키는 것이 또한 가능하다. 따라서, 3개 또는 그 초과의 회전가능 타겟들(20)에 대한 제공되는 전력의 변화의 설명은 3개 또는 그 초과의 회전가능 타겟들(20)에 제공되는 전압의 변화, 및/또는 3개 또는 그 초과의 회전가능 타겟들(20)에 제공되는 전류의 변화로서 이해될 수 있으며, 그 반대도 마찬가지이다.
[0026] 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 각각의 각 포지션들에서 자석 조립체들의 체류 시간을 변화시키는 것은 불연속 함수에 따라 수행되고, 그리고/또는 각각의 각 포지션들에서 자석 조립체들의 각 속도를 변화시키는 것은 연속 함수에 따라 수행된다.
[0027] 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 3개 또는 그 초과의 회전가능 타겟들에 제공되는 전력의 변화, 자석 조립체들의 체류 시간의 변화, 및 자석 조립체들의 각 속도의 연속적인 변화 중 적어도 하나에 대한 함수가 데이터베이스 또는 메모리로부터 판독된다. 이어서, 3개 또는 그 초과의 회전가능 타겟들에 제공되는 전력, 자석 조립체들의 체류 시간, 및 연속적으로 변화하거나 또는 변화되는, 자석 조립체들의 각 속도 중 적어도 하나의 변화가 함수에 따라 수행된다. 구체적으로, 함수는, 예컨대 특정 프로세스에 대해, 사전에 결정될 수 있고, 그 특정 프로세스가 수행되기 전에 데이터베이스 또는 메모리로부터 판독될 수 있다. 예컨대, 스퍼터링될 층의 상이한 두께들에 대한 상이한 함수들이 저장될 수 있다.
[0028] 즉, 함수가 메모리에 저장되고, 함수에 따라 변화가 수행된다. 전형적으로, 함수는 각 포지션에 종속적인 함수일 수 있으며, 즉, 함수는 상이한 각 포지션들에 대해 상이한 값들을 포함할 수 있다. 실시예들에 따르면, 각 포지션들에서 기판 상에 스퍼터링되는 재료의 양이 함수에 의해 결정될 수 있다. 즉, 각 포지션에 종속적인 값들을 포함함으로써, 실시예들을 실시하는 경우에, 높은 균일성을 갖는 층을 기판 상에 스퍼터링하는 것이 가능할 수 있다. 전형적으로, 함수는 다수의 트레일(trail)들에 기초하여 사전에 결정될 수 있다.
[0029] 전형적으로, 3개 또는 그 초과의 회전가능 타겟들에 제공되는 전력, 및 연속적으로 변화되는, 자석 조립체들의 각 속도와 자석 조립체들의 체류 시간 중 하나가 함수에 따라 변화된다. 구체적으로, 자석 조립체들의 체류 시간은 불연속 함수에 따라 변화될 수 있고 그리고/또는 자석 조립체들의 각 속도는 연속 함수에 따라 변화될 수 있다. 즉, 3개 또는 그 초과의 회전가능 타겟들에 제공되는 전력 및 자석 조립체들의 체류 시간이 함수에 따라 변화되거나, 또는 3개 또는 그 초과의 회전가능 타겟들에 제공되는 전력 및 연속적으로 변화되는, 자석 조립체들의 각 속도가 함수에 따라 변화된다.
[0030] 본 출원의 정황에서, 각 속도의 연속적인 변화는 각 속도의 불-연속적인 변화, 이를테면, 즉 제로(zero)에서 특정 값으로 그리고 그 반대로의 각 속도의 단계적인 변화와 구별될 수 있다.
[0031] 실시예들을 실시하는 경우에, 기판 상으로의 고 품질을 갖는 층들의 형성이 가능하게 될 수 있다. 특히, 기판 상의 증착된 층의 두께는 전체 기판에 걸쳐 고도로 균일할 수 있다. 게다가, (예컨대, 성장된 결정의 구조, 비저항, 및/또는 층 응력과 같은 특성들에 관하여) 층의 높은 균질성(homogeneity)이 가능하게 될 수 있다. 예컨대, 실시예들은 실제로 (예컨대, TFT-LCD 디스플레이들의 제조를 위한) TFT들의 생산에서 금속화 층들을 형성하는 데 유리할 수 있는데, 이는, 여기서, 신호 지연이 층의 두께에 따라 좌우되고, 그에 따라, 두께 불-균일성은 픽셀들이 약간 상이한 시점들에서 에너자이징되게 할 수 있기 때문이다. 더욱이, 실시예들은 실제로, 후속하여 에칭되는 층들을 형성하는 데 유리할 수 있는데, 이는 층 두께의 균일성이, 형성된 층의 상이한 포지션들에서 동일한 결과들을 달성할 수 있게 하기 때문이다.
[0032] 본 출원의 정황에서, 3개 또는 그 초과의 회전가능 타겟들은 각각, 회전 축을 중심으로 회전가능한 원통형 스퍼터 캐소드일 수 있다.
[0033] 실시예들에 따르면, 코팅 시스템은 진공 챔버를 포함하며, 그 진공 챔버에서 스퍼터링 프로세스가 수행된다. 본 출원 내의 “진공”이라는 용어는 10-2 mbar 미만의 압력(이를테면, 대략 10-2 mbar(그러나 이에 제한되지 않음)이며, 이 경우는 프로세싱 가스가 진공 챔버 내에서 유동하는 경우일 수 있음), 또는 더 구체적으로는 10-3 mbar 미만의 압력(이를테면, 대략 10-5 mbar(그러나 이에 제한되지 않음)이며, 이 경우는 어떠한 프로세싱 가스도 진공 챔버 내에서 유동하지 않는 경우일 수 있음)을 지칭한다. 코팅 시스템은 제조 시스템의 일부를 형성하는 프로세스 모듈을 형성할 수 있다. 예컨대, 코팅 시스템은 TFT 제조를 위한 시스템, 또는 더 구체적으로는, TFT-LCD 제조를 위한 시스템, 이를테면 AKT-PiVot PVD 시스템(캘리포니아, 산타클라라의 어플라이드 머티어리얼스)(그러한 이에 제한되지 않음)에서 구현될 수 있다.
[0034] 도 1은 기판 홀더(110) 상에 포지셔닝되어 있는 기판(100)을 개략적으로 예시한다. 캐소드 조립체(10)의 회전가능 타겟(20)이 기판(100) 위에 포지셔닝될 수 있다. 음의 전위가 회전가능 타겟(20)에 인가될 수 있다. 자석 조립체(25)가 회전가능 타겟(20) 내에 위치된 것으로 개략적으로 도시된다. 다수의 실시예들에서, 양의 전위가 인가될 수 있는 애노드(도 1에서 도시되지 않음)가 회전가능 타겟(20) 근처에 포지셔닝될 수 있다. 그러한 애노드는 바(bar)의 형상을 가질 수 있으며, 전형적으로, 바의 축은 비스듬한(angular) 튜브의 축에 평행하게 배열된다. 다른 실시예들에서, 별개의 바이어스 전압이 기판에 인가될 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같은 “자석 조립체를 포지셔닝하는 것”은 자석 조립체가 특정 일정한 포지션에 위치된 상태로 코터를 동작시키는 것으로서 이해될 수 있다. 도 1에서, 3개 또는 그 초과의 회전가능 타겟들(20) 중 하나의 회전가능 타겟(20)만이 도시된다. 그러나, 3개 또는 그 초과의 회전가능 타겟들(20) 중 2개 또는 그 초과에 대해, 동일한 원리들이 적용될 수 있다.
[0035] 본원에서 설명되는 실시예들에서 사용되는 바와 같은 전형적인 영구 자석은 제1 자극을 갖는 제1 자석, 및 제2 자극을 갖는 제2 자석들의 쌍을 갖는다. 이들 극들은 각각 자석 조립체의 표면을 지칭한다. 전형적으로, 표면들은 내부로부터 회전가능 타겟과 대면한다.
[0036] 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 자석 조립체는 제1 플라즈마 레이스트랙의 방향의 제1 자극, 및 제2 플라즈마 레이스트랙의 방향의 제2 자극을 갖는다. 제1 자극은 자남극일 수 있고, 제2 자극은 자북극일 수 있다. 다른 실시예들에서, 제1 자극은 자북극일 수 있고, 제2 자극은 자남극일 수 있다. 제2 자석들의 쌍은 제1 플라즈마 레이스트랙의 방향의 제2 자극들(예컨대, 남극들 또는 북극들) 및 제2 플라즈마 레이스트랙의 방향의 제1 자극들(예컨대, 북극들 또는 남극들)을 가질 수 있다.
[0037] 따라서, 하나 또는 그 초과의 서브-자석들로 각각 구성될 수 있는 3개의 자석들은 2개의 마그네트론들을 형성할 수 있는데, 하나의 마그네트론은 제1 플라즈마 레이스트랙을 형성하고, 하나의 마그네트론은 제2 플라즈마 레이스트랙을 형성한다. 제1 플라즈마 레이스트랙 및 제2 플라즈마 레이스트랙은 각각, 플라즈마의 이온들의 충격 시 타겟으로부터 재료가 방출되는 주 방향을 가질 수 있다. 따라서, 자석 조립체(25)는, 제1 플라즈마 레이스트랙 및 제2 플라즈마 레이스트랙의 주 방향들의 중첩일 수 있는 재료 방출의 주 방향을 포함할 수 있다.
[0038] 도 1에서, 본원에서 설명되는 바와 같은 예시적인 상황을 예시하는 자석 조립체(25)의 확대도가 도시된다. 도시된 바와 같이, 남극들이 중간에 포지셔닝되고, 반면에, 북극들은 남극들을 둘러싼다.
[0039] 기판의 표면은 도시된 도면들에서 수평으로 배열된 평면을 정의할 수 있다. 본 출원의 정황에서, 자석 조립체들의 각도는 기판(100)으로부터 회전가능 타겟(20)의 축으로 수직으로 연장되는 평면에 대하여 정의된다. 본원에서 설명되는 실시예들에서, 이 평면은 또한, 기판 홀더에 수직일 수 있다. 본 출원의 정황에서, 이 평면은 “기판-타겟 상호연결 평면”이라고 지칭될 수 있다. 도 1, 도 3a, 및 도 3b에서, 이 평면은 참조 번호 22를 갖는 수직으로 배열된 점선으로서 예시적으로 도시된다.
[0040] 수평으로 배열된 기판(100) 위에 회전가능 타겟(20)이 배열되어 있는 것으로 도면들에 도시된 실시예들이 예시하고, 이들 실시예들에 대하여 기판-타겟 상호연결 평면의 정의가 예시적으로 설명되었지만, 다른 배향들이 또한 가능하다. 구체적으로, 기판의 배향은 또한, 본원에서 설명되는 바와 같이 수직일 수 있다. 특히, 대면적 코팅을 고려하면, 기판이 수직으로 배향되는 경우에, 기판의 운송 및 핸들링이 단순화될 수 있고 용이하게 될 수 있다. 다른 실시예들에서, 심지어, 수평 배향과 수직 배향 사이의 어떤 배향으로 기판을 배열하는 것도 가능하다.
[0041] 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 자석 조립체들(25)은 복수의 상이한 각 포지션들로 회전될 수 있으며, 그 복수의 상이한 각 포지션들에서, 자석 조립체들(25)은 평면(22)에 대하여 일정 각도를 갖고, 그 평면(22)은 기판(100)으로부터 3개 또는 그 초과의 회전가능 타겟들 각각의 축(21)으로 수직으로 연장된다. 각 포지션들의 각도는, -60°와 동일하거나 또는 그 초과일 수 있는데, 구체적으로는 -40°와 동일하거나 또는 그 초과일 수 있고, 전형적으로는 -15°와 동일하거나 또는 그 초과일 수 있으며, 그리고/또는 60°와 동일하거나 또는 그 미만일 수 있는데, 구체적으로는 40°와 동일하거나 또는 그 미만일 수 있고, 전형적으로는 15°와 동일하거나 또는 그 미만일 수 있다.
[0042] 추가로, 자석 조립체들(25)은 시작 각도 또는 기준 각도를 가질 수 있으며, 자석 조립체들(25)은 그 시작 각도 또는 기준 각도로부터 복수의 상이한 각 포지션들 중 제1 각 포지션으로 회전된다. 시작 각도는 평면(22)에 대하여 비-제로(non-zero), 이를테면 +/-5° 내지 +/-15°일 수 있으며, 그 평면(22)은 기판(100)으로부터 3개 또는 그 초과의 회전가능 타겟들(20) 각각의 축(21)으로 수직으로 연장된다. 추가로, 각 포지션들에 대해 본원에서 특정되는 범위는 시작 각도에 대한 것일 수 있다. 즉, 각 포지션은 평면(22)에 대하여 제로 또는 비-제로일 수 있는 시작 각도에 대하여 측정될 수 있으며, 그 평면(22)은 기판(100)으로부터 3개 또는 그 초과의 회전가능 타겟들(20) 각각의 축(21)으로 수직으로 연장된다.
[0043] 전형적으로, 회전가능 타겟들(20)은 원통의 형상을 갖는다. 원통 내의 자석 조립체와 같은 엘리먼트들의 각 포지션을 특정하기 위해, 원통 좌표들이 사용될 수 있다. 구체적으로 각 포지션에 관심을 가지고 보면, 본 개시내용 내에서, 각도는 포지션의 표시를 위해 사용된다. 본 개시내용 내에서, 제로 각도 포지션은 기판에 가장 근접한, 회전가능 타겟 내의 포지션으로서 정의되어야 한다. 따라서, 전형적으로, 제로 각도 포지션은 직접적인 기판 타겟 연결 평면(22) 내에 놓인다.
[0044] 도 2에 도시된 바와 같이, 자석 조립체들(25)은 회전가능 타겟들(20) 내에서 각도(α)를 갖는 각 포지션에 포지셔닝될 수 있다. 더 구체적으로, 자석 조립체들(25)은 회전가능 타겟들(20) 내에서 각도(α)를 갖는 복수의 각 포지션들에 포지셔닝될 수 있다. 즉, 자석 조립체들(25)은 복수의 상이한 각 포지션들로 회전될 수 있으며, 그 복수의 상이한 각 포지션들에서, 자석 조립체들은 평면(22)에 대하여 각도(α)를 갖고, 그 평면(22)은 기판(100)으로부터 3개 또는 그 초과의 회전가능 타겟들(20) 각각의 축(21)으로 수직으로 연장된다.
[0045] 도 3a 및 도 3b는, 복수의 상이한 각 포지션들 중 음의 각도(-α)를 갖는 제1 각 포지션(도 3a 참조), 그리고 양의 각도(α)를 갖는 제2 각 포지션(도 3b 참조)으로 자석 조립체(25)가 회전된 상황을 예시적으로 예시한다. 참조 번호 23은 자석 조립체(25)로부터의 재료 방출의 방향을 예시한다.
[0046] 예컨대, 자석 조립체들(25)은 제로 초과의 절대 값을 갖는 각 속도로 복수의 각 포지션들로 회전될 수 있다. 구체적으로, 자석 조립체들은 각도(α)에 대한 범위의 하나의 한계, 예컨대 상한으로부터 각도(α)에 대한 범위의 다른 한계, 예컨대 하한까지, 그리고 그 반대로 회전될 수 있다. 범위의 한계들에서, 각 속도의 터닝(turning)이 발생될 수 있는데, 즉, 각 속도는 부호를 변경할 수 있다.
[0047] 대안적으로, 자석 조립체들(25)은 하나의 각 포지션으로부터 다른 각 포지션으로 단계적인 방식으로 회전될 수 있다. 즉, 자석 조립체들(25)은, 미리 결정된 체류 시간 동안 자석 조립체들(25)이 정지된 상태로 유지될 수 있는 하나의 각 포지션으로 회전될 수 있고, 그 후, 동일한 또는 다른 미리 결정된 체류 시간 동안 자석 조립체들(25)이 정지된 상태로 유지될 수 있는 다른 각 포지션으로 회전될 수 있다. 그러한 단계적인 이동은 자석 조립체들(25)을 복수의 상이한 각 포지션들, 이를테면 4개 또는 그 초과의 상이한 각 포지션들로 회전시키기 위해 반복될 수 있다.
[0048] 추가로, 각도(α)는 또한, 재료 방출의 주 방향을 표시할 수 있다. 즉, 구체적으로, 재료는 각도(α)의 방향으로 기판 상에 스퍼터링될 것이다. 자석 조립체의 각 포지션을 변화시키는 경우에, 방출의 주 방향이 기판(100)에 걸쳐 변화될 수 있다.
[0049] 실시예들을 실시하는 경우에, 형성되는 층의 균일성은, 개별적인 각 포지션들에 대해 인가되는 전력, 자석 조립체들이 개별적인 포지션들에 얼마나 오래 체류하는지, 및/또는 자석 조립체들이 어떤 각 속도로 회전되는지에 따라, 개선될 수 있다. 구체적으로, 자석 조립체들이 체류 시간 동안 각 포지션에 체류되는 동안, 스퍼터링이 수행될 수 있다.
[0050] 특히, 3개 또는 그 초과의 회전가능 타겟들에 제공되는 전력을 변화시킴으로써, 자석 조립체들의 체류 시간을 변화시킴으로써, 그리고/또는 함수에 따라 자석 조립체들의 각 속도를 연속적으로 변화시킴으로써, 스퍼터링될 층의 균질성, 특히 균일성이 개선될 수 있다. 따라서, 변화되는 시간 및/또는 전력으로 스퍼터링함으로써 균질성이 개선될 수 있다. 변화되는 체류 시간의 경우에, 이동의 시간(즉, 각 포지션이 변화되고 있는 경우)에 스퍼터링 전기장을 스위치 오프시키는 것이 추가로 가능하며, 이는 균일성을 더 증가시킬 수 있다.
[0051] 도 4는 본원에서 설명되는 실시예들에서 사용되는 바와 같은 캐소드 조립체를 더 상세히 예시적으로 예시한다. 도 4에 도시된 엘리먼트들이 또한, 본원에서 설명되는 다른 실시예들, 특히, 도 1, 도 2, 도 3a, 및 도 3b에 대하여 설명되는 실시예들에 적용될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 회전가능 타겟(20)은 배킹 튜브 상에 배치될 수 있으며, 스퍼터링될 타겟 재료가 그 배킹 튜브에 적용될 수 있다. 스퍼터링 프로세스로부터 기인하는, 타겟의 높은 온도를 감소시키기 위해, 회전가능 타겟(20)의 내부 상에 냉각 재료 튜브(40)가 제공될 수 있다. 전형적으로, 냉각 재료로서 물이 사용될 수 있다. 실시예들을 실시하는 경우에, 스퍼터링 프로세스에 투입되는 에너지의 대부분 ― 전형적으로는 대략 수 킬로 와트의 크기 ― 은 타겟의 열로 전환(transfer)되며, 그 열은 본원에서 설명되는 바와 같이 냉각될 수 있다. 도 4의 개략도에 도시된 바와 같이, 자석 조립체는 배킹 튜브 및 냉각 재료 튜브 내에 포지셔닝될 수 있고, 그에 따라, 자석 조립체는 그 배킹 튜브 및 냉각 재료 튜브 내에서 상이한 각도 포지션들로 이동할 수 있다. 다른 실시예들에 따르면, 타겟 튜브의 내측 부분 전체가 물과 같은 냉각 재료로 충전(fill)된다.
[0052] 자석 조립체는 타겟 튜브의 축 상에 탑재될 수 있다. 본원에서 설명되는 바와 같은 선회 이동은 회전력을 제공하는 액추에이터, 예컨대 전기모터에 의해 발생될 수 있다. 전형적인 실시예들에서, 2개의 샤프트들: 회전가능 타겟 튜브가 상부에 탑재된 제1 샤프트, 및 제2 샤프트가 캐소드 조립체에 장착된다. 제1 샤프트는 캐소드 조립체의 동작 시에 회전된다. 전형적으로, 이동가능 자석 조립체가 제2 샤프트에 탑재된다. 제2 샤프트는, 전형적으로 본원에서 설명되는 바와 같은 자석 조립체의 이동을 가능하게 하는 방식으로, 제1 샤프트와 독립적으로 이동할 수 있다.
[0053] 본 개시내용 내에서, 도면들은 예시적으로 도시된 기판들과 함께 코터들의 개략적인 단면도들을 예시한다. 전형적으로, 캐소드 조립체들(10)은 원통의 형상을 가질 수 있는 회전가능 타겟(20)을 포함한다. 다시 말하면, 회전가능 타겟(20)은, 도면들을 볼 때, 종이 안으로 그리고 종이 밖으로 연장된다. 또한 단면 엘리먼트들로서 단지 개략적으로 도시된 자석 조립체들(25)에 대해서도 마찬가지이다. 자석 조립체들은 원통의 전체 길이를 따라 연장될 수 있다. 기술적 이유들로, 자석 조립체들이 원통 길이의 적어도 100 %만큼 연장되는 것이 전형적이며, 더 전형적으로는 원통 길이의 적어도 105 %만큼 연장된다.
[0054] 도 5는 함수에 따른 3개 또는 그 초과의 회전가능 타겟들(20)에 제공되는 전력의 변화를 예시한다. 구체적으로, 함수는 상이한 각 포지션들에 대한 전력에 대해 상이한 값들을 제공할 수 있다. 도 5에 예시된 그래프에서, 수직 축은 3개 또는 그 초과의 회전가능 타겟들(20)에 제공되는 전력(U)이며, 수평 축은 각도(α)이다.
[0055] 자석 조립체(25)로부터 기판(100)까지의 거리가 증가됨에 따라, 기판(100) 상에 방출되는 재료의 이온 충격이 감소된다. 기판(100)으로부터 회전가능 타겟(20)의 축(21)으로 수직으로 연장되는 평면을 따르는, 자석 조립체(25) 또는 회전가능 타겟(20)과 기판(100) 사이의 거리가 일정할 수 있다고 할지라도, 회전가능 타겟(20)으로부터 방출된 재료가 기판(100)에 도달하기 위해 이동하는 거리는 각도(α)의 값들 또는 절대 값들이 증가됨에 따라 증가된다. 따라서, 비교적 높은 각도들(α)보다 비교적 낮은 각도들(α)에 대해 더 적은 재료가 증착된다.
[0056] 추가로, 각도(α)의 값들 또는 절대 값들이 증가됨에 따라, 증착될 재료가 기판(100)에 도달하는 입사각이 증가되며, 이는 이온 충격의 에너지를 감소시킨다. 이 효과는 국부적 이온 충격 에너지 및 세기를 제어함으로써, 성장되는 막의 구조적, 형태적, 및 전기적 또는 광학적 특성들에 국부적으로 영향을 미친다.
[0057] 실시예들에 따르면, 높은 각도들(α)을 갖는 각 포지션들에서 감소된 재료 증착을 보상하기 위해, 3개 또는 그 초과의 회전가능 타겟들(20)에 제공되는 전력이 변화된다. 구체적으로, 3개 또는 그 초과의 회전가능 타겟들(20)에 제공되는 전력은 각 포지션들의 각도(α)가 높을수록 더 높으며, 그 반대도 마찬가지이다. 실시예들을 실시하는 경우에, 구체적으로, 자석이 이동되는 시간에 걸쳐 스퍼터링 전력이 변화되는 경우에, 증착될 층의 균일성이 증가될 수 있다.
[0058] 도 5에 도시된 바와 같이, 3개 또는 그 초과의 회전가능 타겟들(20)에 제공되는 전력을 변화시키기 위한 함수는 대칭 함수일 수 있다. 추가로, 3개 또는 그 초과의 회전가능 타겟들(20)에 제공되는 전력을 변화시키기 위한 함수는 비대칭 함수일 수 있다. 예컨대, 3개 또는 그 초과의 회전가능 타겟들(20)에 제공되는 전력을 변화시키기 위한 함수는 다항 함수, 삼각 함수, 및/또는 이들의 조합들일 수 있다. 예컨대, 전력은 -2 kW 내지 20 kW의 범위, 구체적으로는 5 kW 내지 10 kW의 범위에서 변화될 수 있다.
[0059] 추가로, 자석 조립체들(25)은 좌측 최대 각도와 우측 최대 각도 사이에서 일정하게 회전될 수 있다(“워블링(wobbling)”). 그러나, 도 6에 도시된 바와 같이, 증착될 층의 균일성을 증가시키기 위해, 전력의 변화에 부가하여, 자석 조립체들(25)의 각 속도가 연속적으로 변화될 수 있다. 추가로, 전력의 변화 대신 자석 조립체들(25)의 각 속도를 연속적으로 변화시키는 경우에, 실제로, 균일성에 대한 유사한 결과들이 획득될 수 있다.
[0060] 각도(α)를 갖는 각 포지션에서 증착되는 재료와 각도(α)의 값 사이의 본원에서 설명되는 관계를 고려하면, 각도(α)의 비교적 더 큰 절대 값들보다 각도(α)의 비교적 더 작은 절대 값들에 대해 각 속도가 더 높게 되도록 하는 방식으로, 자석 조립체의 각 속도를 연속적으로 변화시키는 것이 유익할 수 있다. 즉, 자석 조립체(25)는 각도(α)의 비교적 더 큰 절대 값들보다 각도(α)의 비교적 더 작은 절대 값들에 대해 더 빠르게 회전된다. 따라서, 각도(α)의 비교적 더 작은 절대 값을 갖는 각 포지션들에서의 더 높은 증착 레이트는, 이들 각 포지션들에서 재료가 증착되는 시간 또는 유효 체류 시간을 감소시킴으로써, 각도(α)의 비교적 더 높은 절대 값을 갖는 각 포지션들과 비교하여 보상될 수 있다.
[0061] 자석 조립체들(25)의 각 속도를 연속적으로 변화시키기 위한 함수는 대칭 함수일 수 있다. 추가로, 자석 조립체들(25)의 각 속도를 연속적으로 변화시키기 위한 함수는 비대칭 함수일 수 있다. 예컨대, 자석 조립체들(25)의 각 속도를 연속적으로 변화시키기 위한 함수는 다항 함수, 삼각 함수, 및/또는 이들의 조합들일 수 있다.
[0062] 3개 또는 그 초과의 회전가능 타겟들(20)에 제공되는 전력을 변화시키기 위한 함수가 상방 개방형 함수(upwardly opened function), 즉, 수평 축 상의 더 큰 절대 값들에 대해 수직 축 상의 더 큰 값들을 갖는 함수일 수 있는 한편, 자석 조립체들(25)의 각 속도를 연속적으로 변화시키기 위한 함수는 하방 개방형 함수, 즉, 수평 축 상의 더 큰 절대 값들에 대해 수직 축 상의 더 작은 값들을 갖는 함수일 수 있다. 예컨대, 각 속도는 0.5 °/s 내지 500 °/s의 범위, 구체적으로는 2 °/s 내지 200 °/s의 범위에서 연속적으로 변화될 수 있다.
[0063] 도 7은 3개 또는 그 초과의 회전가능 타겟들(20)에 제공되는 전력을 변화시키기 위한 함수의 추가적인 예를 도시한다. 구체적으로, 도 7은 3개 또는 그 초과의 회전가능 타겟들(20)에 제공되는 전력을 변화시키기 위한 비대칭 함수를 도시한다.
[0064] 추가로, 도 7은 3개 또는 그 초과의 회전가능 타겟들(20)에 제공되는 전력을 변화시키는 2개의 상이한 방식들을 도시한다. 실선은 3개 또는 그 초과의 회전가능 타겟들(20)에 제공되는 전력을 변화시키기 위한 연속 함수를 표현하는 반면에, 그래프 내의 개별적인 포인트들은 3개 또는 그 초과의 회전가능 타겟들(20)에 제공되는 전력을 변화시키기 위한 불연속 함수를 표현한다. 연속 함수는 워블링 자석 조립체들의 경우, 즉, 일정한 각 속도 또는 연속적으로 변화되는 각 속도로 자석 조립체들(25)을 연속적으로 회전시키는 경우에 대해 사용될 수 있다. 불연속 함수는 단계적으로 회전되는 자석 조립체들(25)의 경우, 즉, 자석 조립체들(25)이 하나의 각 포지션으로부터 다른 각 포지션으로 단계적으로 회전되는 경우에 대해 사용될 수 있다.
[0065] 본원에서 사용되는 바와 같은, 각 속도의 “연속적인 변화” 또는 “연속적으로 변화되는” 각 속도라는 용어는, 단계적으로 회전되는 자석 조립체들(25)에 대한 경우와 같은, 단계적으로 변화되는 각 속도와 특히 구별될 것이다. 구체적으로, 단계적인 회전의 경우, 일반적으로, 각 속도는 자석 조립체들(25)이 각 포지션에 체류하고 있는 동안 제로이고, 자석 조립체들이 하나의 각 포지션으로부터 다음 각 포지션으로 이동되는 경우 미리 결정된 값으로 점프한다. 그러한 이동은 특히, 불-연속적인 이동으로서 이해될 수 있다. 따라서, 자석 조립체들의 체류 시간은 불연속 함수에 따라 변화될 수 있고, 그리고/또는 자석 조립체들의 각 속도는 연속 함수에 따라 변화될 수 있다.
[0066] 실시예들에 따르면, 불연속 함수는 4개 초과의 단계들을 포함한다. 특히, 불연속 함수가 더 많은 단계들을 가질수록, 불연속 함수가 연속 함수에 더 근사화된다. 따라서, 본원에서 설명되는 방법을 수행하기 위한 코터에 함수를 구현하기 위하여, 연속 함수에 근사화시키도록 단계들의 수를 증가시키면서 불연속 함수를 사용하는 것이 유익할 수 있다.
[0067] 도 8은 3개 또는 그 초과의 회전가능 타겟들(20)에 제공되는 전력을 변화시키기 위한 함수의 추가적인 예, 및 자석 조립체들의 체류 시간을 변화시키기 위한 함수에 대한 예를 도시한다.
[0068] 본원에서 약술된 바와 같이, 자석 조립체들(25)은 자석 조립체들(25)의 단계적인 회전의 각각의 단계에서 특정 체류 시간 동안 체류한다. 자석 조립체들(25)의 단계적인 회전에 대해 체류 시간을 변화시킴으로써, 연속적으로 회전되는 자석 조립체들(25)에 대해 각 속도를 연속적으로 변화시킴으로써 달성될 수 있는 효과와 유사한 효과가 달성될 수 있다. 구체적으로, 체류 시간은 각도(α)의 비교적 더 큰 절대 값들보다 각도(α)의 비교적 더 작은 절대 값들에 대해 더 낮을 수 있다. 즉, 자석 조립체(25)는 각도(α)의 비교적 더 큰 절대 값들보다 각도(α)의 비교적 더 작은 절대 값들에 대해 더 짧은 시간량 동안 체류한다. 따라서, 각도(α)의 비교적 더 작은 절대 값을 갖는 각 포지션들에서의 더 높은 증착 레이트는, 이들 각 포지션들에서 재료가 증착되는 체류 시간을 감소시킴으로써, 각도(α)의 비교적 더 높은 절대 값을 갖는 각 포지션들과 비교하여 보상될 수 있다. 따라서, 자석 조립체들(25)의 체류 시간을 변화시키기 위한 함수는 상방 개방형 함수일 수 있다. 예컨대, 체류 시간은 0.5 s 내지 30 s의 범위, 구체적으로는 2 s 내지 10 s의 범위에서 변화될 수 있다.
[0069] 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 3개 또는 그 초과의 회전가능 타겟들(20)에 제공되는 전력, 및 연속적으로 변화되는, 자석 조립체들(25)의 각 속도와 자석 조립체들(25)의 체류 시간 중 하나가 함수에 따라 변화될 수 있다. 즉, 3개 또는 그 초과의 회전가능 타겟들(20)에 제공되는 전력은, 단계적인 회전의 경우, 자석 조립체들(25)의 체류 시간과 함께 변화될 수 있으며, 워블링되는 자석 조립체들(25)의 경우, 자석 조립체들(25)의 각 속도의 연속적인 변화와 함께 변화될 수 있다. 도 8은 3개 또는 그 초과의 회전가능 타겟들(20)에 제공되는 전력의 변화와 체류 시간의 변화의 조합을 예시한다. 따라서, 함수는 다수의 변수들에 따라 좌우될 수 있고, 그리고/또는 다-차원일 수 있고, 그리고/또는 하나 또는 그 초과의 하위 함수들을 포함할 수 있다.
[0070] 전력 변화와 시간 변화(체류 시간 또는 각 속도)를 조합함으로써, 증착될 층의 균일성이 더 증가될 수 있다. 추가로, 회전가능 타겟들(20)에 제공되는 전력은 회전가능 타겟들(20)에 제공될 수 있는 전력의 상측 및/또는 하측 범위로 기술적으로 제한될 수 있다. 예컨대, 캐소드 조립체(10)가 기술적으로 특정되지 않은 회전가능 타겟들(20)에 제공되는 전력에 대해 일정 값을 사용하는 것이 고려될 수 있다. 따라서, 회전가능 타겟들(20)에 제공되는 전력에 대해, 특정된 범위 내에 있는 값이 사용될 수 있으며, 고려되는 값으로부터의 편차는 체류 시간 또는 각 속도를 변경함으로써 보상될 수 있다. 구체적으로, 특정된 범위보다 더 큰, 회전가능 타겟들(20)에 제공되는 전력이 특정 각 포지션에 대해 사용될 예정이라면, 그 편차는 그 특정 각 포지션에 대한 더 큰 체류 시간, 또는 그 특정 각 포지션에 대한 더 작은 각 속도에 의해 보상될 수 있으며, 그 반대도 마찬가지이다. 실시예들을 실시하는 경우에, 전체 프로세싱 시간 및 비용들을 감소시키는 높은 처리량이 달성될 수 있다.
[0071] 실시예들에 따르면, 프로세싱 챔버가 제공된다. 구체적으로, 프로세싱 챔버는 진공 프로세싱 챔버일 수 있다. 프로세싱 챔버는 본원에서 설명되는 바와 같은 적어도 하나의 캐소드 조립체를 포함할 수 있다. 추가로, 프로세싱 챔버는 본원에서 설명되는 바와 같은, 기판을 코팅하기 위한 방법을 수행하도록 구성될 수 있다. 전형적으로, 프로세싱 챔버는 하나의 시점에서 하나의 기판을 코팅하도록 구성될 수 있다. 다수의 기판들이 차례로 코팅될 수 있다.
[0072] 실시예들에 따르면, 규칙적으로 배열된 회전가능 타겟들의 일-차원 어레이로 적어도 3개의 회전가능 타겟들이 배열될 수 있다. 전형적으로, 회전가능 타겟들의 수는 3개 내지 20개이고, 더 전형적으로는 8개 내지 16개이다.
[0073] 실시예들에 따르면, 회전가능 타겟들(20)은 서로 등거리로 이격될 수 있다. 전형적으로, 회전가능 타겟들(20)의 길이는 코팅될 기판의 길이보다 약간 더 길 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 회전가능 타겟들(20)이 걸쳐 있는 영역은 폭이 기판의 폭보다 약간 더 넓을 수 있다. 전형적으로, “약간”은 100 % 내지 110 %의 범위를 포함한다. 약간 더 큰 코팅 길이/폭의 제공은 경계 효과들을 피하는 것을 돕는다. 일반적으로, 캐소드 조립체들은 기판으로부터 등거리로 떨어져 위치된다.
[0074] 실시예들에 따르면, 3개 또는 그 초과의 회전가능 타겟들(20)은 호의 형상을 따라 배열될 수 있다. 호의 형상은 회전가능 타겟들(20)이 외측 회전가능 타겟들(20)보다 기판(100)에 더 가까이 위치되도록 하는 것일 수 있다. 그러한 상황은 도 9에 개략적으로 도시된다. 대안적으로, 회전가능 타겟들(20)의 포지션들을 정의하는 호의 형상이 내측 회전가능 타겟들(20)보다 외측 회전가능 타겟들(20)이 기판(100)에 더 가까이 위치되도록 하는 것이 또한 가능하다. 스캐터링 거동은 스퍼터링될 재료에 따라 좌우된다. 따라서, 애플리케이션, 즉 스퍼터링될 재료에 따라, 호 형상으로 회전가능 타겟들(20)을 제공하는 것은 실제로 균질성을 더 증가시킬 수 있다. 호의 배향은 애플리케이션에 따라 좌우될 수 있다.
[0075] 부가하여 또는 대안적으로, 3개 또는 그 초과의 회전가능 타겟들(20)은 2개의 인접 회전가능 타겟들(20) 사이의 거리가 내측 회전가능 타겟들(20)로부터 외측 회전가능 타겟들(20)로 변화되도록 하는 방식으로 배열될 수 있다. 예컨대, 인접 외측 회전가능 타겟들(20) 사이의 거리는 인접 내측 회전가능 타겟들(20) 사이의 거리보다 더 클 수 있다. 대안적으로, 인접 외측 회전가능 타겟들(20) 사이의 거리는 인접 내측 회전가능 타겟들(20) 사이의 거리보다 더 작을 수 있다. 인접 내측 회전가능 타겟들(20) 사이의 거리보다 더 작은 거리를 갖는 외측 회전가능 타겟들(20)을 제공함으로써, 최외측 회전가능 타겟들(20)은 기판의 내측 부분에 더 가까이 이동된다. 실시예들에 따르면, 더 적은 재료가 낭비될 수 있다.
[0076] 부가하여, 도 9는 본원에서 설명되는 실시예들 중 일부에서 사용될 수 있는 캐소드 조립체들 사이에 포지셔닝된 예시적인 애노드 바들을 도시한다.
[0077] 실시예들에 따르면, 3개 또는 그 초과의 회전가능 타겟들에 제공되는 전력의 변화, 자석 조립체들의 체류 시간의 변화, 및 자석 조립체들의 각 속도의 연속적인 변화 중 적어도 하나에 대한 함수는 모든 회전가능 타겟들에 대해 동일할 수 있다. 대안적으로, 상이한 회전가능 타겟들에 대해 상이한 함수들이 사용될 수 있다.
[0078] 예컨대, 외측 또는 최외측 타겟들(20)에 대해, 다른 회전가능 타겟들(20)에 대한 함수와 상이한 함수가 사용될 수 있다. 일반적으로, 최외측 회전가능 타겟들(20)은 증착되는 층이 기판(100)의 내측 영역에서보다 더 적은 회전가능 타겟들(20)로부터의 재료의 중첩인 기판(100)의 영역 상에 재료를 스퍼터링하기 때문에, 비대칭 증착의 이러한 편차를 보상하기 위해, 외측 또는 최외측 타겟들(20)에 대해 비대칭 함수가 사용될 수 있다. 따라서, 함수는, 증착되는 층이 기판(100)의 내측 영역에서보다 더 적은 회전가능 타겟들(20)로부터의 재료의 중첩인 영역에 대해, 전력에 대한 더 높은 값들, 체류 시간에 대한 더 높은 값들, 및/또는 각 속도에 대한 더 낮은 값들을 가질 수 있다.
[0079] 본 출원의 정황에서, “외측” 회전가능 타겟은 기판의 에지에 가까이 배열된 회전가능 타겟으로서 이해될 수 있는 반면에, “내측” 회전가능 타겟은 기판의 내측 영역들에 가까이 배열된 회전가능 타겟으로서 이해될 수 있다. 구체적으로, “외측” 회전가능 타겟 및 “내측” 회전가능 타겟을 지칭하는 경우에, “외측” 회전가능 타겟은 “내측” 회전가능 타겟보다 기판의 에지에 더 근접할 수 있다. 게다가, “최외측” 회전가능 타겟은 이웃 회전가능 타겟들보다 기판의 에지에 더 가까이 배열된 회전가능 타겟으로서 이해될 수 있다.
[0080] 도 10a 및 도 10b는 종래의 프로세스에 의해 증착된 막의 두께와 본원에서 설명되는 프로세스들에 의해 증착된 막의 두께의 비교를 도시한다. 증착은 기판으로부터 이격된 실선들의 위치에 배열된 회전가능 타겟들을 사용하여 이루어진다.
[0081] 도 10a는 종래의 프로세스를 이용한 증착 및 본원에서 설명되는 프로세스들을 이용한 증착 후 측정된 2개의 막 프로파일들을 개략적으로 도시한다. y-축은 막의 두께에 대한 계측 단위(metrical unit)를 표현하는 반면에, x-축은 기판의 길이에 대한 계측 단위를 표현한다. 도 10a로부터 알 수 있는 바와 같이, 본원에서 설명되는 프로세스들에 의해 회전가능 타겟들(20) 사이의 영역에서 증착된 막의 두께는, 종래의 프로세스에 대한 경우보다, 회전가능 타겟들 바로 아래의 영역의 두께로부터 더 작은 편차를 갖는다.
[0082] 도 10b는 종래의 프로세스에 의해 증착된 막의 두께의 편차 및 본원에서 설명되는 프로세스들에 의해 증착된 막의 두께의 편차에 대한 통계적 분석을 도시한다. 도 10b로부터 알 수 있는 바와 같이, 두께의 편차는 우측에 도시된 본원에서 설명되는 프로세스에 대한 것보다 좌측에 도시된 종래의 프로세스에 대해 더 높다. 실시예들을 실시하는 경우에, 층 두께의 균일성이 증가될 수 있다.
[0083] 도 11a 및 도 11b는 종래의 프로세스에 의해 증착된 막의 전기 특성과 본원에서 설명되는 프로세스들을 사용하여 증착된 막의 전기 특성의 비교를 도시한다. 증착은 기판으로부터 이격된 실선들의 위치에 배열된 회전가능 타겟들을 사용하여 이루어진다.
[0084] 도 11a는 2개의 상이한 종래의 프로세스들을 이용한 증착 및 본원에서 설명되는 프로세스들을 이용한 증착 후 측정된 3개의 막 프로파일들을 개략적으로 도시한다. y-축은 막의 전기 특성에 대한 계측 단위를 표현하는 반면에, x-축은 기판의 길이에 대한 계측 단위를 표현한다. 도 11a로부터 알 수 있는 바와 같이, 본원에서 설명되는 프로세스들에 의해 증착된 막의 예시된 전기 특성은 종래의 프로세스들에 대한 경우보다 더 일정한데, 구체적으로는 전체적으로 더 일정하다.
[0085] 도 11b는 2개의 종래의 프로세스들에 의해 증착된 막의 전기 특성의 편차 및 본원에서 설명되는 프로세스들에 의해 증착된 막의 전기 특성의 편차에 대한 통계적 분석을 도시한다. 도 11b로부터 알 수 있는 바와 같이, 예시된 전기 특성의 편차는 우측에 도시된 본원에서 설명되는 프로세스에 대한 것보다 좌측 및 중간에 도시된 종래의 프로세스들에 대해 더 높다. 실시예들을 실시하는 경우에, 증착되는 층의 전기 특성들의 균일성이 증가될 수 있다.
[0086] 이하에서, 특히 높은 균일성을 발생시키는 실시예들이 설명된다.
[0087] 양상에 따르면, 3개 또는 그 초과의 회전가능 타겟들을 갖는 적어도 하나의 캐소드 조립체를 이용하여 기판을 코팅하기 위한 방법이 제공되며, 3개 또는 그 초과의 회전가능 타겟들은 각각, 내부에 포지셔닝된 자석 조립체를 포함한다. 방법은, 기판으로부터 3개 또는 그 초과의 회전가능 타겟들 중 각각의 회전가능 타겟의 축으로 수직으로 연장되는 평면에 대하여 복수의 상이한 각 포지션들로 자석 조립체들을 회전시키는 단계; 및 데이터베이스 또는 메모리에 저장된 함수에 따라, 3개 또는 그 초과의 회전가능 타겟들에 제공되는 전력, 자석 조립체들의 체류 시간, 및 연속적으로 변화되는, 자석 조립체들의 각 속도 중 적어도 하나를 변화시키는 단계를 포함한다.
[0088] 실시예들에 따르면, 3개 또는 그 초과의 회전가능 타겟들을 갖는 적어도 하나의 캐소드 조립체를 이용하여 기판을 코팅하기 위한 방법이 제공되며, 3개 또는 그 초과의 회전가능 타겟들은 각각, 내부에 포지셔닝된 자석 조립체를 포함한다. 방법은, 복수의 상이한 각도 포지션들로 자석 조립체들을 회전시키는 단계 ― 복수의 상이한 각도 포지션들에서, 자석 조립체들은 기판으로부터 3개 또는 그 초과의 회전가능 타겟들 중 각각의 회전가능 타겟의 축으로 수직으로 연장되는 평면에 대하여 일정 각도를 가짐 ―; 메모리로부터, 3개 또는 그 초과의 회전가능 타겟들에 제공되는 전력의 변화, 자석 조립체들의 체류 시간의 변화, 및 자석 조립체들의 각 속도의 연속적인 변화 중 적어도 하나에 대한 함수를 판독하는 단계; 및 함수에 따라, 3개 또는 그 초과의 회전가능 타겟들에 제공되는 전력, 자석 조립체들의 체류 시간, 및 연속적으로 변화되는, 자석 조립체들의 각 속도 중 적어도 하나를 변화시키는 단계를 포함한다.
[0089] 실시예들에 따르면, 3개 또는 그 초과의 회전가능 타겟들을 갖는 적어도 하나의 캐소드 조립체를 이용하여 기판을 코팅하기 위한 방법이 제공되며, 3개 또는 그 초과의 회전가능 타겟들은 각각, 내부에 포지셔닝된 자석 조립체를 포함한다. 방법은, 4개 초과의 상이한 각 포지션들로 자석 조립체들을 회전시키는 단계 ― 4개 초과의 상이한 각 포지션들에서, 자석 조립체들은 기판으로부터 3개 또는 그 초과의 회전가능 타겟들 중 각각의 회전가능 타겟의 축으로 수직으로 연장되는 평면에 대하여 일정 각도를 가짐 ―; 4개 초과의 상이한 각 포지션들에 대해 자석 조립체들의 체류 시간의 변화에 대한 함수를 판독하는 단계; 및 함수에 따라, 4개 초과의 상이한 각 포지션들에 대해 자석 조립체들의 체류 시간을 변화시키는 단계를 포함한다.
[0090] 실시예들에 따르면, 3개 또는 그 초과의 회전가능 타겟들을 갖는 적어도 하나의 캐소드 조립체를 이용하여 기판을 코팅하기 위한 방법이 제공되며, 3개 또는 그 초과의 회전가능 타겟들은 각각, 내부에 포지셔닝된 자석 조립체를 포함한다. 방법은, 기판으로부터 3개 또는 그 초과의 회전가능 타겟들 중 각각의 회전가능 타겟의 축으로 수직으로 연장되는 평면에 대하여 4개 초과의 상이한 각 포지션들로 자석 조립체들을 회전시키는 단계; 및 데이터베이스에 저장된 함수에 따라, 4개 초과의 상이한 각 포지션들에 대해 자석 조립체들의 체류 시간을 변화시키는 단계를 포함한다.
[0091] 전형적으로, 체류 시간은 각각의 상이한 각 포지션에 대해 상이하다.
[0092] 실시예들에 따르면, 본원에서 설명되는 방법들을 수행하기 위한 코터가 제공된다. 코터는 메모리를 포함할 수 있으며, 그 메모리로부터 함수가 판독될 수 있다. 구체적으로, 메모리는 룩-업 테이블을 포함할 수 있으며, 그 룩-업 테이블에 함수가 저장된다.
[0093] 본원에서 개시되는 바와 같은 방법 및 코터는 기판들 상에 재료를 증착하기 위해 사용될 수 있다. 더 구체적으로, 방법 및 코터는 증착되는 층의 높은 균일성을 가능하게 하고, 그에 따라, 디스플레이들, 이를테면 평판 디스플레이들, 예컨대 TFT들의 생산에서 사용될 수 있다. 개선된 균일성이 주어지면, 개선된 균일성의 추가적인 효과로서, 전체 재료 소비가 감소될 수 있으며, 이는 고가의 재료들을 사용하는 경우에 특히 바람직하다. 예컨대, 제안되는 방법 및 코터는 평판 디스플레이의 생산에서 ITO(indium tin oxide) 층의 증착을 위해 사용될 수 있다.
[0094] 특정 실시예들에 따르면, 전도성 층 제조 프로세스 및/또는 시스템이 제공되며, 그 제조 프로세스 및/또는 시스템은 (특히, TFT에서) 전극 또는 버스의 제작을 위한 것일 수 있고, 그 제조 프로세스 및/또는 시스템은 각각, 본원의 실시예들에 따른, 기판을 코팅하는 방법 및/또는 기판을 코팅하기 위한 시스템을 포함한다. 예컨대, 그러한 전도성 층은 금속 층 또는 투명 전도성 층, 이를테면 ITO(indium tin oxide) 층(그러나 이에 제한되지 않음)일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 예컨대, 본원에서 설명되는 방법은 TFT에서의 능동 층, 이를테면 IGZO(indium gallium zinc oxide)로 제조되거나 또는 IGZO를 포함하는 능동 층을 형성하기 위해 사용될 수 있다.
[0095] 예컨대, 본 개시내용의 적어도 일부 실시예들은 유리 기판 상에 형성되는 알루미늄 층 또는 IGZO 층의 높은 균일성 또는 저항률을 산출할 수 있다. 예컨대, 406 mm x 355 mm의 기판 면적에 걸친 0 % 내지 2 % 또는 심지어 0.5 % 내지 ±1.5 %의 두께 편차가 달성될 수 있다. 추가로, 406 mm x 355 mm의 기판 면적에 걸친 2 % 내지 8 % 또는 심지어 5 % 내지 7 %의 전기 특성 편차가 달성될 수 있다.
[0096] 본 개시내용 내에서, 적어도 일부 도면들은 코팅 시스템들 및 기판들의 개략적인 단면도들을 예시한다. 예시된 타겟들 중 적어도 일부는 원통으로서 형상화된다. 이들 도면들에서, 도면들을 볼 때, 타겟이 종이 안으로 그리고 종이 밖으로 연장된다는 것이 유의되어야 한다. 또한 단면 엘리먼트들로서 단지 개략적으로 도시된 자석 조립체들에 대해서도 마찬가지이다. 자석 조립체들은 원통형 타겟에 의해 정의된 원통의 전체 길이를 따라 연장될 수 있다. 기술적 이유들로, 자석 조립체들이 원통 길이의 적어도 100 %만큼 연장되는 것이 전형적이며, 더 전형적으로는 원통 길이의 적어도 105 %만큼 연장된다.
[0097] 전술한 바가 본 개시내용의 실시예들에 관한 것이지만, 본 개시내용의 다른 및 추가적인 실시예들이 본 개시내용의 기본적인 범위로부터 벗어나지 않으면서 고안될 수 있고, 본 개시내용의 범위는 다음의 청구항들에 의해 결정된다.

Claims (15)

  1. 3개 또는 그 초과의 회전가능 타겟들(20)을 갖는 적어도 하나의 캐소드 조립체(10)를 이용하여 기판(100)을 코팅하기 위한 방법으로서,
    상기 3개 또는 그 초과의 회전가능 타겟들은 각각, 내부에 포지셔닝된 자석 조립체(25)를 포함하며,
    상기 방법은,
    상기 기판(100)으로부터 상기 3개 또는 그 초과의 회전가능 타겟들(20) 중 각각의 회전가능 타겟의 축(21)으로 수직으로 연장되는 평면(22)에 대하여 복수의 상이한 각 포지션(angular position)들로 상기 자석 조립체들(25)을 회전시키는 단계; 및
    데이터베이스 또는 메모리에 저장된 함수에 따라, 상기 3개 또는 그 초과의 회전가능 타겟들(20)에 제공되는 전력, 상기 자석 조립체들(25)의 체류 시간, 및 연속적으로 변화되는, 상기 자석 조립체들(25)의 각 속도 중 적어도 하나를 변화시키는 단계
    를 포함하는,
    기판을 코팅하기 위한 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 3개 또는 그 초과의 회전가능 타겟들(20)에 제공되는 전력, 및 연속적으로 변화되는, 상기 자석 조립체들(25)의 각 속도와 상기 자석 조립체들(25)의 체류 시간 중 하나가 상기 함수에 따라 변화되는,
    기판을 코팅하기 위한 방법.
  3. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 데이터베이스 또는 상기 메모리로부터, 상기 3개 또는 그 초과의 회전가능 타겟들(20)에 제공되는 전력의 변화, 상기 자석 조립체들(25)의 체류 시간의 변화, 및 상기 자석 조립체들(25)의 각 속도의 연속적인 변화 중 적어도 하나에 대한 함수를 판독하는 단계를 더 포함하는,
    기판을 코팅하기 위한 방법.
  4. 제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 함수는 다항 함수를 포함하고, 그리고/또는 상기 함수는 삼각 함수를 포함하는,
    기판을 코팅하기 위한 방법.
  5. 제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 함수는 대칭 함수를 포함하는,
    기판을 코팅하기 위한 방법.
  6. 제1 항 내지 제5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 함수는 비대칭 함수를 포함하는,
    기판을 코팅하기 위한 방법.
  7. 제1 항 내지 제6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 함수는 상기 복수의 상이한 각 포지션들에서 상기 기판(100) 상에 스퍼터링되는 재료의 양을 결정하는,
    기판을 코팅하기 위한 방법.
  8. 제1 항 내지 제7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 함수는 상기 기판(100) 상에 균일한 층을 스퍼터링하기 위한 것인,
    기판을 코팅하기 위한 방법.
  9. 제1 항 내지 제8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 데이터베이스는 룩-업 테이블을 포함하는,
    기판을 코팅하기 위한 방법.
  10. 제1 항 내지 제9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 함수는 상기 각 포지션에 종속적인 함수인,
    기판을 코팅하기 위한 방법.
  11. 제1 항 내지 제10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 함수는 상기 3개 또는 그 초과의 회전가능 타겟들(20) 중 각각의 회전가능 타겟(20)에 종속적인 함수인,
    기판을 코팅하기 위한 방법.
  12. 제1 항 내지 제11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 자석 조립체(25)는 제로(zero) 초과의 각 속도로 상기 복수의 상이한 각 포지션들로 회전되는,
    기판을 코팅하기 위한 방법.
  13. 제1 항 내지 제12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 함수는 상기 체류 시간을 변화시키기 위한 불연속 함수를 포함하며, 구체적으로, 상기 3개 또는 그 초과의 회전가능 타겟들(20)은 상기 불연속 함수에 따라 단계적인 방식으로 상기 복수의 상이한 각 포지션들로 회전되는,
    기판을 코팅하기 위한 방법.
  14. 3개 또는 그 초과의 회전가능 타겟들(20)을 갖는 적어도 하나의 캐소드 조립체(10)를 이용하여 기판(100)을 코팅하기 위한 방법으로서,
    상기 3개 또는 그 초과의 회전가능 타겟들은 각각, 내부에 포지셔닝된 자석 조립체(25)를 포함하며,
    상기 방법은,
    상기 기판(100)으로부터 상기 3개 또는 그 초과의 회전가능 타겟들(20) 중 각각의 회전가능 타겟의 축(21)으로 수직으로 연장되는 평면(22)에 대하여 4개 초과의 상이한 각 포지션들로 상기 자석 조립체들(25)을 회전시키는 단계; 및
    데이터베이스 또는 메모리에 저장된 함수에 따라, 4개 초과의 상이한 각 포지션들에 대해 상기 자석 조립체들(25)의 체류 시간을 변화시키는 단계
    를 포함하는,
    기판을 코팅하기 위한 방법.
  15. 제1 항 내지 제14 항 중 어느 한 항에 기재된 방법을 사용하여 기판을 코팅하기 위한,
    코터.
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7171270B2 (ja) * 2018-07-02 2022-11-15 キヤノン株式会社 成膜装置およびそれを用いた成膜方法
US11462394B2 (en) 2018-09-28 2022-10-04 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Physical vapor deposition apparatus and method thereof
CN109487225A (zh) * 2019-01-07 2019-03-19 成都中电熊猫显示科技有限公司 磁控溅射成膜装置及方法
JP6895589B2 (ja) * 2019-05-28 2021-06-30 株式会社アルバック スパッタリング装置、薄膜製造方法
WO2022009484A1 (ja) * 2020-07-08 2022-01-13 株式会社アルバック 成膜方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150052359A (ko) * 2009-10-02 2015-05-13 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 기판 코팅 방법 및 코팅 장치

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006083408A (ja) * 2004-09-14 2006-03-30 Shin Meiwa Ind Co Ltd 真空成膜装置
EP1880866A1 (en) * 2006-07-19 2008-01-23 Sicpa Holding S.A. Oriented image coating on transparent substrate
US8349156B2 (en) * 2008-05-14 2013-01-08 Applied Materials, Inc. Microwave-assisted rotatable PVD
KR101959742B1 (ko) * 2011-01-06 2019-03-19 스퍼터링 컴포넌츠 인코포레이티드 스퍼터링 장치
US20130032476A1 (en) * 2011-08-04 2013-02-07 Sputtering Components, Inc. Rotary cathodes for magnetron sputtering system
US20140332369A1 (en) * 2011-10-24 2014-11-13 Applied Materials, Inc. Multidirectional racetrack rotary cathode for pvd array applications
CN104350173A (zh) * 2012-05-29 2015-02-11 应用材料公司 用于涂布基板的方法及涂布机
WO2015072046A1 (ja) * 2013-11-14 2015-05-21 株式会社Ｊｏｌｅｄ スパッタリング装置
CN103938171B (zh) * 2014-04-12 2016-06-01 合肥工业大学 提高溅射阴极靶材利用率和镀层均匀性的装置及方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150052359A (ko) * 2009-10-02 2015-05-13 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 기판 코팅 방법 및 코팅 장치

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