KR20220100942A - 스퍼터 증착 장치 및 방법 - Google Patents

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KR20220100942A
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마이클 렌달
로버트 그루어
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다이슨 테크놀러지 리미티드
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Abstract

본 발명의 특정 예들은 기판 고정 수단, 타겟 로딩 수단, 플라즈마를 생성하기 위한 플라즈마 소스, 및 자석 구성부를 포함하는 스퍼터 증착 장치에 관한 것이다. 기판 고정 수단은 제1 타겟으로부터 사용 중인 기판으로 타겟 물질을 스퍼터 증착하기 위해 기판을 스퍼터 증착 구역 내에 위치시킨다. 타겟 로딩 수단은 제2 타겟으로부터 사용 중인 기판으로 타겟 물질을 스퍼터 증착하기 위해 제2 타겟을 타겟 프라이밍 구역(target priming zone)으로부터 스퍼터 증착 구역 내로 이동시킨다. 자석 구성부는 장치 내의 플라즈마를 타겟 프라이밍 구역 및 스퍼터 증착 구역에 한정하도록 구성된다. 타겟 프라이밍 구역 내에서 각각의 타겟은 사용 중인 플라즈마에 노출된다. 스퍼터 증착 구역은 타겟 물질의 스퍼터 증착을 제공한다.

Description

스퍼터 증착 장치 및 방법
본 발명은 증착에 관한 것으로, 특히 기판 상에 타겟 물질을 스퍼터 증착하는 방법에 관한 것이나 이에 한정되지 않는다.
증착은 타겟 물질이 기판 상에 증착되는 공정이다. 증착의 일 예시는 (통상적으로 약 일 나노미터 또는 심지어 몇 분의 일 나노미터에서 수 마이크로미터 또는 심지어 수십 마이크로미터까지의) 얇은 층이 실리콘 웨이퍼 또는 웹과 같은 기판 상에 증착되는 박막 증착이다. 박막 증착을 위한 예시적인 기술은 물리적 기상 증착(PVD)이며, 여기서 응축상(condensed phase)의 타겟 물질이 기화되어 증기를 생성한 후, 기판 표면 상에 응축된다. PVD의 일 예시는, 이온과 같은 에너지 입자에 의한 충격의 결과로서 타겟으로부터 입자들이 방출되는 스퍼터 증착이다. 스퍼터 증착의 예시들에서, 아르곤과 같은 불활성 가스와 같은 스퍼터 가스가 저압에서 진공 챔버에 도입되고, 스퍼터 가스는 에너지 전자들을 사용하여 이온화되어 플라즈마를 생성한다. 플라즈마의 이온들에 의한 타겟의 충격이 이후 기판 표면 상에 증착될 수 있는 타겟 물질을 방출한다. 스퍼터 증착은 타겟 물질을 가열할 필요 없이 타겟 물질들이 증착될 수 있고, 이는 차례로 기판에 대한 열 손상을 감소시키거나 방지할 수 있다는 점에서 증발과 같은 다른 박막 증착 방법들보다 나은 장점들을 갖는다.
본 발명의 일 양태에 따르면 스퍼터 증착 장치가 제공되며, 상기 장치는 제1 타겟으로부터 사용 중인 기판으로 타겟 물질을 스퍼터 증착하기 위해 상기 기판을 스퍼터 증착 구역 내에 위치시키는 기판 고정 수단; 제2 타겟으로부터 사용 중인 기판으로 타겟 물질을 스퍼터 증착하기 위해 상기 제2 타겟을 타겟 프라이밍 구역(target priming zone)으로부터 상기 스퍼터 증착 구역 내로 이동시키는 타겟 로딩 수단; 플라즈마를 생성하기 위한 플라즈마 소스; 및 자석 구성부를 포함하며, 상기 자석 구성부는 상기 장치 내의 상기 플라즈마를: 각각의 타겟이 사용 중인 상기 플라즈마에 노출되는 상기 타겟 프라이밍 구역; 및 타겟 물질을 스퍼터 증착하기 위한 상기 스퍼터 증착 구역에 한정하도록 구성된다.
이러한 방식으로 생성된 플라즈마를 타겟 프라이밍 및 스퍼터 증착 구역 모두에 한정하는 것은 생성된 플라즈마가 보다 효율적으로 사용되도록 할 수 있다. 이어서, 공지된 장치 및 공정과 비교하여 보다 에너지 효율적인 스퍼터 증착 공정이 달성될 수 있다. 예를 들어, 스퍼터 증착을 위해 본 장치를 사용하는 것은 타겟이 증착 구역에 설치되기 전에 생성된 플라즈마에 의해 프라이밍될 수 있음을 의미한다. 따라서 이는 증착 구역에서 새로운 타겟을 교체하고 프라이밍함으로써 야기될 수 있는 스퍼터 증착 공정의 지연을 감소시킬 수 있다. 본 발명의 장치는 또한 공지된 스퍼터 증착 장치, 예를 들어, 플라즈마를 한정하는 자석 구성부에 의해 제어되는 별도의 플라즈마 소스를 사용하는 스퍼터 증착 장치와 비교하여 개선된 공간 효율성을 제공할 수 있다.
일부 예에서, 타겟 로딩 수단은 스퍼터 증착 구역으로 제1 타겟 대신에 제2 타겟을 이동시키도록 배치된다. 따라서 새로운 타겟은 기결정된 양보다 많은 양의 타겟 물질이 스퍼터링되었을 때 현장에서 타겟을 대체할 수 있다.
일부 예에서, 타겟 로딩 수단은 제1 및 제2 타겟으로부터 사용 중인 기판으로 타겟 물질을 스퍼터 증착하기 위해 제2 타겟을 스퍼터 증착 구역으로 이동시키도록 배열된다. 따라서 다중 타겟은 그로부터 타겟 물질의 스퍼터 증착을 위해 스퍼터 증착 구역에 위치될 수 있다. 상이한 타겟은, 예를 들어 타겟 물질의 혼합물이 스퍼터링되어 기판 상에 증착될 수 있도록 상이한 타겟 물질을 포함할 수 있다.
일부 예에서, 타겟 로딩 수단은 제2 타겟을 스퍼터 증착 구역으로 이동시킬 때 스퍼터 증착 구역으로부터 제1 타겟을 이동시키도록 배열된다. 따라서 원위치의 제1 타겟은 스퍼터 증착 구역에 들어가는 제2 타겟에 의해 완전히 대체될 수 있다. 다른 예에서, 예를 들어. 상기 언급된 바와 같이, 제1 타겟은 제2 타겟이 증착 구역으로 이동된 후에 증착 구역에 남아 있을 수 있다. 일부 경우에는 예를 들어, 스퍼터 증착 구역으로부터 제1 타겟을 이동시키고 스퍼터 증착 구역으로 제2 타겟을 이동시킨 후, 타겟 로딩 수단은 스퍼터 증착 구역으로부터 제2 타겟을 제거하고 제1 타겟을 스퍼터 증착 구역으로 복귀시키도록 배열된다. 이러한 방식으로, 예를 들어 스퍼터 증착 구역에서 타겟을 교대함으로써 상이한 타겟 물질이 기판 상에 교대로 증착될 수 있다.
일부 경우에, 타겟 로딩 수단은 제2 타겟을 스퍼터 증착 구역으로 이동시킬 때 스퍼터 증착 구역으로부터 제3 타겟을 이동시키도록 배열된다. 이러한 방식으로, 타겟 로딩 수단은 소모될 수 있는 다른 타겟(예를 들어, 제3 타겟)을 제거하면서 증착 구역에 하나 이상의 타겟(예를 들어, 제1 및 제2 타겟)을 위치시킬 수 있다.
일부 예들에서, 자석 구성부는 플라즈마를 사용 중인 각각의 타겟의 표면의 적어도 일부와 상호작용하게끔 타겟 프라이밍 구역 내에 한정하도록 구성된다. 이러한 상호작용은 타겟이 스퍼터 증착 구역에 진입하기 전에 타겟 표면의 처리를 제공할 수 있으며, 이는 증착 동안 기판 상에 타겟 물질의 증착을 개선할 수 있다.
일부 예에서, 타겟 프라이밍 구역 내에서 플라즈마는 사용 중 애블레이션 공정(ablative process)에서 각각의 타겟과 상호작용한다. 타겟의 애블레이션은 증착 전에 타겟 표면의 균질성 및/또는 거칠기를 증가시킬 수 있다. 이는 스퍼터 증착 공정 동안 기판 상의 타겟 물질 증착의 균일성 및/또는 결정성(crystallinity)의 제어를 개선할 수 있다.
예에서, 스퍼터 증착 구역은 스퍼터 증착 챔버를 포함한다. 예에서, 타겟 프라이밍 구역은 타겟 프라이밍 챔버를 포함한다. 타겟 프라이밍 챔버는 사용 시 적어도 부분적으로 진공 상태일 수 있다.
일부 예에서, 타겟 로딩 수단은 타겟 프라이밍 구역과 스퍼터 증착 구역 사이에서 제1 이송 방향으로 제2 타겟을 이송하기 위한 타겟 컨베이어를 포함한다. 기판 고정 수단은 스퍼터 증착 구역을 통해 제2 이송 방향으로 기판을 가이드하도록 배열될 수 있다.
예에서, 제1 및 제2 이송 방향은 서로에 대해 실질적으로 평행하거나, 서로에 대해 실질적으로 직교하거나, 또는 제1 이송 방향이 회전형일 수 있다.
예에서, 타겟 로딩 수단은 제2 타겟이 타겟 프라이밍 구역 내에서 적어도 기결정된 양의 시간을 보낸 후에 제2 타겟을 스퍼터 증착 구역으로 이동시키도록 구성된다. 이는 대응하는 기결정된 양의 프라이밍, 예를 들어 목표하는 타겟의 표면 애블레이션의 양을 가능하게 한다.
예에서, 장치는 제2 표적의 표면 균질성을 검출하기 위한 센서를 갖는 장치를 포함한다. 타겟 로딩 수단은 센서에 의해 출력된 센서 데이터에 기초하여 제2 타겟을 스퍼터 증착 구역으로 이동시키도록 구성될 수 있다. 이는 타겟이 적어도 기결정된 수준의 표면 균질성을 갖는 스퍼터 증착 구역에 들어가도록 할 수 있으며, 이는 이어서 스퍼터 증착 공정 동안 기판 상에 증착된 타겟 물질의 결정도를 제어하거나 및/또는 균일성을 개선할 수 있다.
예에서, 기판 고정 수단은 만곡된 부재를 포함한다. 만곡된 부재는 롤러를 포함할 수 있다.
예에서, 자석 구성부는 시트 형태로 플라즈마를 한정하도록 구성된다.
예에서, 자석 구성부는 하나 이상의 자기 요소를 포함한다. 장치는 자기 요소들 중 하나 이상의 자기장 강도를 제어하기 위한 자기 제어기를 포함할 수 있다. 이는 기판에서의 플라즈마 밀도 및/또는 증착 구역 내의 타겟 물질의 조정을 가능하게 수 있고, 따라서 스퍼터 증착에 대한 개선된 제어를 개선할 수 있다. 이는 차례로 스퍼터 증착 장치의 작동에서 유연성을 개선할 수 있다. 또한, 자기장 강도를 제어하는 능력은 유사하게 타겟 프라이밍 구역 내의 기판에서 플라즈마 밀도의 조정을 가능하게 한다. 이는 이어서 타겟 프라이밍 공정의 제어를 개선하고 스퍼터 증착 장치의 작동에 유연성을 추가할 수 있으며, 이는 상이한 유형의 기판 및/또는 타겟 물질이 이용될 수 있음을 의미한다.
예에서, 플라즈마 소스는 유도 결합 플라즈마 소스이다. 플라즈마 소스는 하나 이상의 신장형 안테나를 포함할 수 있다.
본 발명의 제2 양태에 따르면, 스퍼터 증착 방법이 제공되며, 방법은 제1 타겟으로부터 기판으로 타겟 물질을 스퍼터 증착하기 위해, 기판 고정 수단을 사용하여 스퍼터 증착 구역 내에 기판을 위치시키는 단계; 제2 타겟으로부터 기판으로 타겟 물질을 스퍼터 증착하기 위해, 타겟 로딩 수단을 사용하여 제2 타겟을 타겟 프라이밍 구역으로부터 스퍼터 증착 구역 내로 이동시키는 단계; 플라즈마 소스를 사용하여 플라즈마를 생성하는 단계; 및 자석 구성부를 사용하여, 플라즈마를: 각각의 타겟이 사용 중인 플라즈마에 노출되는 타겟 프라이밍 구역; 및 타겟 물질의 스퍼터 증착을 위한 스퍼터 증착 구역에 한정하는 단계를 포함한다.
예에서, 방법은: 제1 타겟 대신에 제2 타겟을 스퍼터 증착 구역 내로 이동시키는 단계; 제1 및 제2 타겟으로부터 기판으로 타겟 물질을 스퍼터 증착하기 위해 제2 타겟을 스퍼터 증착 구역 내로 이동시키는 단계; 또는 제2 타겟을 스퍼터 증착 구역 내로 이동시킬 때 스퍼터 증착 구역으로부터 제1 타겟을 이동시키는 단계를 포함한다.
본 발명의 추가 특징 및 이점은 첨부 도면을 참조하여 이루어진 다음의 설명으로부터 명백해질 것이며, 이는 단지 예로서 주어진다.
도 1은 일 예에 따른 장치의 개략도이다.
도 2는 예시적인 자기장 라인을 포함하는 도 1의 예시적인 장치의 개략도이다.
도 3은 도 1 및 도 2의 예시적인 장치의 일부의 평면도의 개략도이다.
도 4는 예시적인 자기장 라인을 포함하는 도 3의 예시적인 장치의 일부의 평면도의 개략도이다.
도 5는 일 예에 따른 자기 요소의 단면의 개략도이다.
도 6은 일 예에 따른 방법의 개략적인 흐름도이다.
예시들에 따른 장치들 및 방법들의 세부사항은 도면들을 참조하여 다음의 기재내용으로부터 명백해질 것이다. 이 기재내용에서는, 설명의 목적으로 소정 예시들의 많은 특정 세부사항들이 제시된다. 본 명세서에서, "일 예시" 또는 유사한 언어에 대한 언급은 예시와 관련하여 설명되는 특정한 특징, 구조 또는 특성이 적어도 그 하나의 예시에 포함되지만, 다른 예시들에 반드시 포함되는 것은 아님을 의미한다. 또한, 소정 예시들은 설명의 용이함 및 예시들에 대한 개념의 이해를 위해 생략 및/또는 반드시 단순화된 소정 특징들로 개략적으로 설명된다는 것을 유의하여야 한다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 예시적인 스퍼터 증착 장치(100)가 도시되어 있다. 장치(100)는 기판(116)에 대한 타겟 물질(108)의 스퍼터 증착에 사용된다. 따라서 장치(100)는 박막 증착을 이용하는 것과 같은 다양한 산업적 응용예에서 구현될 수 있다. 산업 응용예에는 예를 들어 광학 코팅, 자기 기록 매체, 전자 반도체 장치, LED, 박막 태양 전지와 같은 에너지 생성 장치 및 박막 배터리와 같은 에너지 저장 장치의 생산이 포함된다. 따라서, 본 발명의 맥락이 일부 경우에 에너지 저장 장치 또는 그 일부의 제조와 관련될 수 있지만, 본 명세서에 기재된 스퍼터 증착 장치(100) 및 스퍼터 증착 방법은 그 제조에 제한되지 않는다는 것이 이해될 것이다.
명료함을 위해 도면들에 나타내지는 않지만, 일부 예에서 상기 장치(100)는 하우징(도시되지 않음)을 일반적으로 포함할 수 있고, 이는 사용 시에 스퍼터 증착에 적절한 저압, 예를 들어 3x10-3 torr로 배기될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 예를 들어, 하우징은 펌핑 시스템(도시되지 않음)에 의해 적절한 압력(예를 들어, 1x10-5 torr 미만)으로 배기될 수 있다. 사용 중, 아르곤 또는 질소와 같은 공정 또는 스퍼터 가스가 스퍼터 증착에 적절한 압력(예를 들어, 3x10-3 torr)이 달성되는 정도까지 가스 공급 시스템(도시되지 않음)을 사용하여 하우징 내로 도입될 수 있다.
도 1 내지 도 5에 도시된 예로 돌아가면, 광범위한 개요에서, 장치(100)는 기판 고정 수단(118), 타겟 로딩 수단(106), 플라즈마 소스(102), 및 자석 구성부(104)를 포함한다.
기판 고정 수단(118)은 스퍼터 증착 구역(114)에 기판(116)을 위치시키도록 배열된다. 기판 고정 수단(118)은 예를 들어 만곡된 경로(도 1 및 2에서 화살표 C로 표시됨)를 따라 기판(116)을 가이드하는 만곡된 부재(118)를 포함할 수 있다.
만곡된 부재(118)는 예를 들어 차축(axle)(120)에 의해 제공된 축(120)을 중심으로 회전하도록 배열될 수 있다. 도 3에 도시된 예에서, 축은(120)은 또한 만곡된 부재(118)의 길이 방향 축이다. 일부 예에서, 만곡된 부재(118)는 롤러이다. 일부 경우, 만곡된 부재(118)는 전체 기판 공급 어셈블리(119)의 실질적으로 원통형인 드럼 또는 롤러(118)에 의해 제공될 수 있다. 기판 공급 어셈블리(119)는 기판(116)이 롤러(118)의 만곡된 표면의 적어도 일부에 의해 지지되도록 롤러(118) 상으로 그리고 롤러(118)로부터 기판(116)을 공급하도록 배열될 수 있다. 일부 예에서, 기판 공급 어셈블리는 제1 기판(116)을 드럼(118) 상으로 공급하도록 배열된 제1 롤러(110a), 및 기판(116)의 만곡된 경로(C)를 따랐을 때, 드럼(118)으로부터 기판(116)을 공급하도록 배열된 제2 롤러(110b)를 포함한다. 기판 공급 어셈블리(119)는 "릴-투-릴(reel-to-reel)" 프로세스 배열(도시되지 않음)의 일부일 수 있으며, 여기서 기판(116)은 기판(116)의 제1 릴 또는 보빈(bobbin)(도시되지 않음)으로부터 공급되고, 장치(100)에서 처리된 후, 처리된 기판(도시되지 않음)의 로딩된 릴을 형성하기 위해 제2 릴 또는 보빈(도시되지 않음)에 공급된다.
일부 예에서, 기판(116)은 실리콘 또는 폴리머일 수 있거나 적어도 이를 포함할 수 있다. 일부 예에서, 예를 들어 에너지 저장 장치의 생산을 위해, 기판(116)은 니켈 호일이거나 적어도 이를 포함한다. 그러나 알루미늄, 구리 또는 강철과 같은 니켈, 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 상의 알루미늄과 같은 금속화된 플라스틱을 포함하는 금속화된 재료 대신에 임의의 적합한 금속이 사용될 수 있음을 이해할 것이다.
"플라즈마 생성 구성부"로도 지칭될 수 있는 플라즈마 소스(102)는 플라즈마(112)를 생성하도록 배열된다.
플라즈마 소스(102)는 예를 들어, 유도 결합 플라즈마(112)를 생성하도록 배열된 유도 결합 플라즈마 소스일 수 있다. 도 1 및 2에 도시된 플라즈마 소스(102)는 안테나(102a, 102b)를 포함하며, 이를 통해 적절한 무선 주파수(RF) 전력이 무선 주파수 전원 시스템(도시되지 않음)에 의해 구동되어 하우징(도시되지 않음) 내의 스퍼터 가스 또는 프로세스로부터의 유도 결합 플라즈마(112)를 생성할 수 있다. 일부 예에서, 플라즈마(112)는 예를 들어 1MHz와 1GHz 사이의 주파수; 1MHz와 100MHz 사이의 주파수; 10MHz와 40MHz 사이의 주파수; 또는 일부 예에서 대략 13.56MHz 또는 그 배수의 주파수에서 하나 이상의 안테나(102a, 102b)를 통해 무선 주파수 전류를 구동함으로써 생성될 수 있다. RF 전력은 프로세스 또는 스퍼터 가스의 이온화를 유발하여 플라즈마(112)를 생성한다. 하나 이상의 안테나(102a, 102b)를 통해 구동되는 RF 전력을 조정하는 것은 전처리 구역 내의 플라즈마(112)의 플라즈마 밀도에 영향을 미칠 수 있다. 따라서, 플라즈마 소스(102)에서 RF 전력을 제어함으로써, 전처리 공정이 제어될 수 있다. 이는 이어서 스퍼터 증착 장치(100)의 작동에서 유연성을 개선할 수 있다.
일부 예에서, 플라즈마 소스(102)는 기판 고정 수단(118)에서 원격으로 배치된다. 예를 들어, 플라즈마 소스(102)는 만곡된 부재(118)로부터 방사상으로 떨어진 거리에 배치될 수 있다. 이러한 경우에, 플라즈마(112)는 기판 고정 수단(118)으로부터 원격으로 생성된다.
플라즈마 소스(102)의 하나 이상의 안테나(102a, 102b)는 신장형 안테나일 수 있고, 일부 예들에서 실질적으로 선형이다. 일부 예에서, 하나 이상의 안테나(102a, 102b)는 신장형 안테나이고 만곡된 부재(108)의 길이 방향 축(120)(예를 들어, 롤러(118)의 곡률 반경의 원점을 통과하는 롤러(118)의 축(120))에 실질적으로 평행한 방향으로 연장된다. 도 1의 예에서, 롤러(118)의 길이 방향 축(120)은 또한 롤러(118)의 회전축이다. 신장형 안테나(102a, 102b) 중 하나 이상은 만곡될 수 있다. 예를 들어, 이러한 만곡된 신장형 안테나(102a, 102b)는 만곡된 부재(118)의 만곡된 표면에서의 곡률을 따를 수 있다. 일부 경우에, 만곡된 신장형 안테나(102a, 102b) 중 하나 이상이 만곡된 부재(118)의 길이 방향 축(120)에 실질적으로 수직인 평면에서 연장된다.
일부 예에서, 플라즈마 소스(102)는 유도 결합 플라즈마(112)를 생성하기 위한 2개의 안테나(102a, 102b)를 포함한다. 일부 예에서(예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이), 안테나(102a, 102b)는 신장형이고 실질적으로 선형이며 길이 방향 축(120)(이는 또한 만곡된 부재(118)의 회전 축(120)일 수 있음)에 평행하게 연장된다. 안테나(102a, 102b)는 서로에 대해 실질적으로 평행하게 연장될 수 있고 서로로부터 측방향으로 배치될 수 있다. 이는 2개의 안테나(102a, 102b) 사이에서 플라즈마(112)의 신장된 영역의 정확한 생성을 허용할 수 있고, 이는 이어서 생성된 플라즈마(112)를 적어도 증착 구역(114)에 정밀하게 한정하는 것을 도울 수 있으며, 이는 아래에서 더 상세히 설명된다. 일부 예에서, 안테나(120a, 120b)의 길이는 기판 고정 수단(118)과 유사할 수 있고, 따라서 기판 고정 수단(118)에 의해 가이드되는 기판(116)의 폭과 유사할 수 있다. 신장형 안테나(102a, 102b)는 기판 가이드(118)의 길이에 대응하는(따라서 기판(116)의 폭에 대응하는) 길이를 갖는 영역에 걸쳐 생성될 플라즈마(112)를 제공할 수 있고, 따라서 플라즈마(112)가 기판(116)의 폭을 가로질러 균일하게 또는 균질하게 존재하도록 할 수 있다. 아래에 더 상세히 설명되는 바와 같이, 이는 차례로 균일하거나 균질한 스퍼터 증착을 제공하는 데 도움이 될 수 있다.
자석 구성부(104)는 기판(116)에 타겟 물질(108)의 스퍼터 증착을 제공하기 위해 사용 중 장치(100) 내의 플라즈마(112)(예를 들어, 플라즈마 생성 구성부(102)에 의해 생성된 플라즈마)를 스퍼터 증착 구역(114)으로 한정하도록 구성된다. 예에서, 스퍼터 증착 구역(114)은 스퍼터 증착 챔버(예를 들어, 전술한 바와 같은 "하우징"; 도면에는 도시되지 않음)를 포함한다. 예를 들어, 스퍼터 증착 챔버는 적어도 부분적으로 진공 하에 있을 수 있다. 일부 경우에는 아르곤과 같은 불활성 가스가 낮은 압력에서 스퍼터 증착 챔버에 도입되어 이온화될 수 있다. 플라즈마 이온에 의한 타겟의 충돌은 기판(116) 상으로의 증착을 위해 타겟 물질(108)을 방출할 수 있다.
기판 고정 수단(118)은 제1 타겟(108a)으로부터 기판(116)으로 타겟 물질을 스퍼터 증착하기 위해 스퍼터 증착 구역(114)에 기판(116)을 위치시키도록 배열된다. 타겟 로딩 수단(106)은 제2 타겟(108b)으로부터 기판(116)으로 타겟 물질을 스퍼터 증착하기 위해 타겟 프라이밍 구역(113)으로부터 스퍼터 증착 구역(114)으로 제2 타겟(108b)을 이동시키도록 배열된다.
자석 구성부(104)는 또한 장치(100) 내의 플라즈마(112)를 타겟 프라이밍 구역(113)으로 한정하도록 구성되며, 그 안에서 각각의 타겟은 사용 중인 플라즈마(112)에 노출된다. 일부 예에서, 타겟 프라이밍 구역(113)은 타겟 프라이밍 챔버(설명된 "하우징"과 유사함, 도면에는 도시되지 않음)를 포함한다. 사용 시 타겟 프라이밍 챔버는 일반적으로 적어도 부분적으로 진공 상태이다. 도 1 및 도 2에서, 스퍼터 증착 구역(114)은 타겟 이송 방향(113)으로 타겟 프라이밍 구역(117) 이후에 위치된다. 사용 시, 예를 들어 각 타겟의 "전처리" 또는 "프라이밍"으로 증착이 일어나기 전 타겟(108a, 108b, 108c)을 처리할 수 있다. 타겟(108)의 이러한 프라이밍은 일반적으로 타겟(108)의 표면으로부터 물질을 제거하는 것을 포함하는데, 타겟(108)은 그로부터 스퍼터링되고 스퍼터 증착 동안 기판(116) 상에 증착되는 물질을 갖는다. 스퍼터 증착 공정은 증착 전에 플라즈마(112)에 의해 처리되거나 "프라이밍"되는 타겟에 의해 개선될 수 있다. 예를 들어, 타겟(108)을 프라이밍하는 것은 스퍼터 증착 구역(114) 내의 증착 프로세스 동안 기판(116)에 대한 타겟 물질(108)의 더 나은 접착을 촉진할 수 있다. 따라서, 스퍼터 증착은 차례로 더 균일하게 수행될 수 있다. 이는 예를 들어 처리된 기판의 균일성을 개선할 수 있고, 예를 들어 품질 관리의 필요성을 감소시킬 수 있다. 또한, 본 설정은 생성된 플라즈마(112)의 보다 효율적인 사용을 가능하게 하고 따라서 보다 효율적인 스퍼터 증착 공정을 가능하게 할 뿐만 아니라 공간 효율적인 방식을 가능하게 한다. 예를 들어, 동일한 플라즈마 소스(102)가 타겟(108a, 108b, 108c)을 프라이밍하고 기판(116) 상에 타겟 물질의 스퍼터 증착을 제공하는 데 모두 사용될 수 있다.
사용 시, 자석 구성부(104)는 각각의 타겟(108a, 108b, 108c)의 표면의 적어도 일부와 상호작용하도록 타겟 프라이밍 구역(117) 내에 플라즈마(112)를 한정할 수 있다. 플라즈마(112)와 각각의 타겟(108a, 108b, 108c)의 표면 사이의 상호작용은 타겟(108a, 108b, 108c)이 스퍼터 증착 구역(114)에 진입하기 전에 타겟(108a, 108b, 108c)을 처리할 수 있다. 이는 타겟 물질의 증착을 개선할 수 있다. 일부 경우에, 예를 들어 플라즈마(112)는 사용 중인 타겟 프라이밍 구역(117) 내의 애블레이션 공정에서 각각의 타겟(108a, 108b, 108c)과 상호작용한다. 플라즈마(112)는 예를 들어, 타겟(108)의 표면으로부터 산화물 및/또는 다른 불균일물과 같은 불순물을 포함할 수 있는 물질을 제거하기 위해 플라즈마(112)의 처리의 일부로서 타겟 표면을 융제할 수 있다. 이러한 불균일성은 타겟을 제조할 때 발생할 수 있다. 따라서 타겟(108)의 이러한 프라이밍은 타겟 표면의 균질성을 증가시킬 수 있다. 이어서, 이러한 프라이밍은 타겟(108)이 스퍼터 증착 구역(114)에 도달할 때 기판(116) 상에 타겟 물질(108)이 균일하게 증착되도록 할 수 있다. 따라서 스퍼터 증착은 더 일관되게 수행될 수 있다. 이는 처리된 기판의 균일성을 향상시키고 품질 관리의 필요성을 줄일 수 있다.
타겟 프라이밍[또는 "러프닝(roughening)"]의 메커니즘으로서 애블레이션은 일반적으로 초과되는 타겟의 스퍼터링 임계값에 따라 다르다. 예를 들어, 타겟의 스퍼터링 임계값은 타겟 물질에 대응하는 정의된 최소 에너지 임계값일 수 있다.
스퍼터링 임계값은 플라즈마 이온에서 타겟 물질의 원자로의 에너지 전달이 타겟 물질의 표면 원자의 결합 에너지와 동일한 정의된 양의 에너지일 수 있다. 다시 말해서, 타겟의 스퍼터링(또는 애블레이션)은 플라즈마 이온이 타겟 물질 표면에서 원자가 분리되는 데 필요한 것보다 더 많은 에너지를 타겟 물질로 전달할 수 있을 때 발생한다. 그러나 타겟 물질의 스퍼터링 임계값 아래에서는 타겟 물질의 재구성(restructuring)을 통해 타겟 프라이밍 또는 러프닝이 발생할 수 있다. 예를 들어, 타겟 물질의 스퍼터링 임계값 아래의 플라즈마 에너지에서, 플라즈마 이온에서 타겟 물질로의 에너지 전달은 결합 파괴 및 재형성을 유발할 수 있고, 예를 들어 기판 물질의 원자 간 화학 결합이 끊어지고 재형성될 수 있다. 이는 애블레이션 없이 타겟 표면의 활성화 또는 러프닝을 유발할 수 있다.
도 1 및 도 2의 예에서, 자석 구성부(104)는 예를 들어, 일부 예에서 플라즈마를 타겟 프라이밍 및 스퍼터 증착 구역(114, 117)으로 가이드해 한정하기 위한 한정 자기장을 제공하도록 배열된 자기 요소(104a, 104b, 104c)를 포함한다. 자석 구성부(104), 예를 들어 자기 요소(104a, 104b, 104c)는 만곡된 부재(118)의 곡선 외부에 배치될 수 있다.
자기장의 배열 또는 기하학적 구조를 설명하기 위해 자기장 라인이 사용될 수 있음을 이해할 것이다. 예시적인 자기 요소(104a, 104b, 104c)에 의해 제공되는 예시적인 자기장이 도 2 및 4에 개략적으로 도시되어 있으며, 여기에서 자기장 라인(일반적으로 화살표 선으로 표시됨)은 사용 중에 제공되는 자기장을 설명하는 데 사용된다.
타겟 프라이밍 및 스퍼터 증착 구역(114, 117)에 충돌하도록 배열되는 자기장 라인은 생성된 플라즈마(112)를 타겟 프라이밍 및 스퍼터 증착 구역(114, 117)으로 한정한다. 이는 생성된 플라즈마(112)가 자기장 라인을 따르는 경향이 있기 때문에 발생할 수 있다. 예를 들어, 한정 자기장 내의 플라즈마(112)의 이온은 일부 초기 속도로 이온이 자기장 라인 주위의 주기적인 운동을 따르게 하는 로렌츠 힘을 경험할 것이다. 초기 운동이 자기장에 수직이 아닌 경우 이온은 자기장 선을 중심으로 나선형 경로를 따른다. 따라서 이러한 이온을 포함하는 플라즈마는 자기장 라인을 따르는 경향이 있으므로 예를 들어 그에 따라 정의된 경로로 가이드되어 한정될 수 있다. 따라서, 자기장 라인이 타겟 프라이밍 및 스퍼터 증착 구역(114, 117)에 진입하도록 배열되기 때문에, 플라즈마(112)는 따라서 예를 들어, 타겟 프라이밍 및 스퍼터 증착 구역(114, 117)으로 가이드되어 한정될 것이다.
일부 예에서, 플라즈마(112)는 만곡된 부재(118)의 만곡된 표면의 적어도 일부의 곡률을 실질적으로 따른다. 예를 들어, 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 한정 자기장을 기술하는 자기장 라인은 각각 만곡된 부재(118)의 만곡된 표면의 적어도 일부의 곡률에 실질적으로 일치하도록, 예를 들어 만곡된 경로(C)의 곡선을 실질적으로 따르도록 만곡된다. 이러한 예에서, 원칙적으로 자기 요소(104a, 104b, 104c)에 의해 제공되는 전체 자기장은, 자기장이 일반적으로 만곡된 부재(118)의 만곡된 표면의 적어도 일부의 곡률, 예를 들어 만곡된 경로(C)의 곡선에 일치하도록 배열되지 않는 부분을 포함한다는 점이 이해될 것이다. 그럼에도 불구하고, 이러한 예에서, 제공되는 한정 자기장, 즉 플라즈마(112)를 타겟 프라이밍 구역(114)으로 한정하는 자기 요소(104a, 104b, 104c)에 의해 제공되는 전체 또는 전체 자기장의 일부는 만곡된 부재(118)의 만곡된 표면의 적어도 일부의 곡률에 실질적으로 일치하는 자기장 라인에 의해 설명된다.
일부 예에서, 한정 자기장을 설명하는 자기장 라인은 예를 들어 만곡된 부재(118)의 상당한 부분 또는 상당한 부분 주위의 만곡된 부재 또는 롤러(118)의 곡선을 따른다. 예를 들어, 사용 시 자기장 라인은 기판(116)을 운반하거나 접촉하는 만곡된 부재(118)의 개념적 섹터의 전체 또는 실질적인 부분에 걸쳐 만곡된 부재(118)의 곡선을 따를 수 있다. 예를 들어, 만곡된 부재(118)는 일반적으로 형상이 실질적으로 원통형이고, 한정 자기장을 설명하는 자기장 라인은 만곡된 부재(118)의 원주의 적어도 약 1/16 또는 적어도 약 1/8 또는 적어도 약 1/4 또는 적어도 약 1/2 주위의 곡선을 따르도록 배열될 수 있다. 예를 들어, 도 2의 한정 자기장을 설명하는 자기장 라인은 만곡된 부재(118) 원주의 적어도 약 1/4 주위의 만곡된 경로를 따른다. 따라서, 예에서, 플라즈마(112)는, 만곡된 표면, 예를 들어 만곡된 부재(118)의 둘레의 적어도 약 1/16 또는 적어도 약 1/8 또는 적어도 약 1/4 또는 적어도 약 1/2의 곡률에 실질적으로 따른다.
예에서, 하나 이상의 자기 요소(104a, 104b, 104c)는 플라즈마 소스(102)가 자기 요소(104a, 104b, 104c)의 제2 서브세트로부터 자기 요소(104a, 104b, 104c)의 제1 서브세트를 분리하도록 배열된다. 예를 들어, 도 1은 그 사이에 위치된 플라즈마 소스(102)에 의해 다른 자기 요소(104a, 104b)로부터 분리된 자기 요소(104c) 중 하나를 도시한다. 자기 요소(104a, 104b, 104c)의 제1 서브세트(104c)는 예를 들어 플라즈마 소스(102)로부터 타겟 프라이밍 구역(117)으로 플라즈마(112)를 한정하도록 구성된다. 자기 요소(104a, 104b, 104c)의 제2 서브세트(104a, 104b)는 예를 들어 플라즈마 소스(102)로부터 스퍼터 증착 구역(114)으로 플라즈마(112)를 한정하도록 구성된다. 자기 요소(104a, 104b, 104c)는 함께 본 명세서에 설명된 바와 같이 플라즈마(112)를 타겟 프라이밍 및 스퍼터 증착 구역(114, 117)으로 한정하도록 구성된다.
특정 예에서 만곡된 경로(C)의 곡선이 참조되는 경우, 이는 기판 가이드(118)가 기판(116)을 운반하는 경로가 만곡된 정도로 이해될 수 있다. 예를 들어, 드럼 및 롤러와 같은 만곡된 부재(118)가 만곡된 경로(C)를 따라 기판(116)을 운반할 수 있다. 이러한 예에서 기판(116)을 지지하는 만곡된 부재(118)의 만곡된 표면은 만곡되어, 예를 들어 평평한 평면에서 벗어나 있다. 즉, 만곡된 경로(C)의 곡선은 만곡된 부재(118)가 기판(116)을 따르게 하는 만곡된 경로(C)가 만곡된 정도로 이해될 수 있다. 만곡된 경로(C)의 곡선을 실질적으로 따른다는 것은 만곡된 경로(C)의 곡선 형상을 실질적으로 일치시키거나 복제하는 것으로 이해될 수 있다. 예를 들어, 자기장 라인은 만곡된 경로(C)와 공통의 곡률 중심을 갖지만 예시된 예에서는 만곡된 경로(C)보다 더 큰 곡률 반경을 갖는 만곡된 경로를 따를 수 있다. 예를 들어, 자기장 라인은 기판(116)의 만곡된 경로(C)에 실질적으로 평행하지만 반경 방향으로 오프셋된 만곡된 경로를 따를 수 있다. 예에서, 자기장 라인은 실질적으로 평행하지만 만곡된 부재(118)의 만곡된 표면으로부터 방사상으로 오프셋된 만곡된 경로를 따를 수 있다. 예를 들어, 도 2의 한정 자기장을 기술하는 자기장 라인은 적어도 스퍼터 증착 구역(114)에서, 실질적으로 만곡된 경로(C)에 평행하지만 그로부터 반경 방향으로 오프셋되어 있고, 따라서 실질적으로 만곡된 경로(C)의 곡선을 따른다.
한정 자기장을 기술하는 자기장 라인은 만곡된 경로(C)의 실질적 부분 또는 주요 부분 주위의 만곡된 경로(C)의 곡선을 따르도록 배열될 수 있다. 예를 들어, 자기장 라인은 기판(116)이 만곡된 부재(118)에 의해 가이드되는 만곡된 경로(C)의 개념적 섹터의 전체 또는 실질적인 부분에 걸쳐 만곡된 경로(C)의 곡선을 따를 수 있다. 예를 들어, 만곡된 경로(C)는 이론적 원의 원주의 일부를 나타낼 수 있고, 한정 자기장을 특징짓는 자기장 라인은 이론적 원의 원주의 적어도 약 1/16 또는 적어도 약 1/8 또는 적어도 약 1/4 또는 적어도 약 1/2 주위에서 만곡된 경로(C)의 곡선을 따르도록 배열된다.
생성된 플라즈마(112)를 만곡된 부재(118)의 만곡된 표면의 적어도 일부의 곡률에 실질적으로 일치하도록 한정하는 것, 예를 들어, 만곡된 경로(C)의 곡선을 따르게 하는 것은 적어도 만곡된 부재(118)의 만곡된 표면 주위 방향으로 기판(116)에서 플라즈마 밀도가 보다 균일하게 분포되도록 할 수 있다. 이는 이어서 만곡된 멤버(118) 주위, 예를 들어 만곡된 경로(C) 방향으로 기판(116)상에 더 균일한 스퍼터 증착이 가능하도록 할 수 있다. 따라서, 스퍼터 증착은 차례로 더 일관되게 수행될 수 있다. 이는 예를 들어 처리된 기판의 일관성을 개선할 수 있고, 예를 들어 품질 관리의 필요성을 감소시킬 수 있다. 이는 예를 들어, 생성된 자기장을 특징짓는 자기장 라인이 기판 안팎으로 밀접하게 루프하여 기판에서 플라즈마 밀도의 균일한 분포를 제공할 수 없는 마그네트론 유형 스퍼터 증착 장치와 비교될 수 있다.
대안적으로 또는 추가적으로, 만곡된 부재(118)의 만곡된 표면의 적어도 일부의 곡률을 따르도록 생성된 플라즈마(112)를 한정하는 것은 기판(116)의 증가된 영역이 플라즈마(112)에 노출되도록 하고, 따라서 스퍼터 증착이 수행될 수 있는 영역이 증가되도록 할 수 있다. 이는 예를 들어, 기판(116)이 주어진 증착 정도에 대해 더 빠른 속도로 릴-투-릴 유형 장치를 통해 공급되도록 하고, 따라서 더 효율적인 스퍼터 증착을 가능하게 할 수 있다.
일부 예에서, 자석 구성부(또는 "자기 한정 구성부")(104)는 자기장을 제공하도록 배열된 적어도 2개의 자기 요소(104a, 104b)를 포함한다. 일부 경우에, 적어도 2개의 자기 요소(104a, 104b)는 적어도 2개의 자기 요소(104a, 104b) 사이에 정의된 비교적 높은 자기장 강도의 영역이 시트의 형태가 되도록 배열된다. 따라서, 자석 구성부(104)는 시트 형태, 즉 플라즈마(112)의 깊이(또는 두께)가 그 길이 또는 폭보다 실질적으로 작은 형태로 플라즈마(112)를 한정하도록 구성될 수 있다. 플라즈마 시트(112)의 두께는 시트의 길이 및 폭을 따라 실질적으로 일정할 수 있다. 플라즈마 시트(112)의 밀도는 폭 및 길이 방향 중 하나 또는 둘 모두에서 실질적으로 균일할 수 있다.
일부 예에서, 적어도 2개의 자기 요소(104a, 104b) 사이에 제공된 비교적 높은 자기장 강도의 영역은 만곡된 부재(118)의 만곡된 표면의 적어도 일부의 곡률을, 예를 들어, 만곡된 경로(C)의 곡선을 실질적으로 따른다.
도 1 및 도 2에 개략적으로 도시된 예에서, 2개의 자기 요소(104a, 104b)는 서로에 대해 드럼(118)의 반대편에 위치하며, 각각은 드럼(118)의 최하부 부분 위에 배치된다(도 1의 관점에서). 2개의 자기 요소(104a, 104b)는 만곡된 부재(118)의 만곡된 표면의 적어도 일부의 곡률, 예를 들어, 만곡된 부재(118)의 양쪽에서 만곡된 경로(C)의 곡선을 따르도록 플라즈마(112)를 한정한다. 예를 들어, 플라즈마(112)는 기판(116)이 만곡된 부재(118) 상으로 공급되는 피드-온(feed-on)측에서 만곡된 경로(C)의 곡선을 따르고, 기판(116)이 만곡된 부재(118)로부터 공급되는 피드-오프(feed-off) 측 상에서 만곡된 경로(C)의 곡선을 따른다. 따라서 적어도 2개의 자기 요소를 갖는 것은 스퍼터 증착 구역(114)에서 플라즈마(112)에 노출되는 기판(116)의 면적의 (추가) 증가를 제공할 수 있고, 따라서 스퍼터 증착이 수행될 수 있는 증가된 면적을 제공할 수 있다. 이것은 기판(116)이 주어진 증착 정도에 대해 (여전히) 더 빠른 속도로 릴-투-릴 유형 장치를 통해 공급되도록 할 수 있고, 따라서 예를 들어 더 효율적인 스퍼터 증착을 가능하게 할 수 있다.
설명된 바와 같이, 일부 예들에서 자기 요소들(104a, 104b, 104c)의 제1 서브세트는 자기 요소들(104a, 104b, 104c)의 제2 서브세트에 대해 플라즈마 소스(102)의 반대쪽에 배치될 수 있다. 예를 들어, 자석 구성부(104)는 자기장을 제공하도록 배열된 적어도 3개의 자기 요소들(104a, 104b, 104c)을 포함할 수 있다. 예에서, 도면에서 2개의 자기 요소(104a, 104b)로 도시된 적어도 3개의 자기 요소(104a, 104b, 104c) 중 적어도 2개는 설명된 바와 같이 스퍼터 증착 구역(114)에 충돌하는 자기장을 제공하도록 배열된다. 도면에서 자기 요소(104c)로 도시된 적어도 3개의 자기 요소(104a, 104b, 104c) 중 적어도 하나는 타겟 프라이밍 구역(117)에 충돌하는 자기장을 제공하도록 배열된다. 적어도 3개의 자기 요소(104a, 104b, 104c) 중 적어도 2개의 자기 요소(104a, 104b)는 플라즈마(112)를 적어도 스퍼터 증착 구역(114)으로 한정하도록 구성될 수 있는 반면, 적어도 3개의 자기 요소(104a, 104b, 104c) 중 적어도 하나의 자기 요소(104c)는 플라즈마(112)를 적어도 타겟 프라이밍 구역(117)으로 한정하도록 구성될 수 있다. 적어도 3개의 자기 요소(104a, 104b, 104c)는 함께 본 명세서에 설명된 바와 같이 플라즈마(112)를 타겟 프라이밍 및 스퍼터 증착 구역(114, 117)으로 한정하도록 구성된다.
일부 예에서, 자기 요소(104a, 104b, 104c) 중 하나 이상은 전자석(104a, 104b, 104c)이다. 장치(100)는 예를 들어 100℃의 자기장 강도를 제어하기 위한 자기 제어기(미도시)를 포함할 수 있고 이는 하나 이상의 전자석(104a, 104b, 104c)에 의해 제공된다. 이는 제어될 한정 자기장을 기술하는 자기장 라인이 배열되도록 할 수 있다. 차례로, 기판(116) 및/또는 스퍼터 증착 구역(114) 내의 타겟 물질(108)에서의 플라즈마 밀도가 조정될 수 있고, 따라서 스퍼터 증착에 대한 제어가 개선될 수 있다. 이것은 이어서 스퍼터 증착 장치(100)의 작동에서 유연성을 개선할 수 있다. 또한, 자석 구성부(104)에 의해 제공되는 자기장 세기를 제어하는 것은 유사하게 타겟 프라이밍 구역(117) 내의 기판(116)에서의 플라즈마 밀도의 조절을 허용할 수 있다. 이는 차례로 타겟 프라이밍 과정의 제어를 개선할 수 있고, 다양한 유형의 기판 및/또는 타겟 물질이 이용될 수 있도록 스퍼터 증착 장치(100)의 작동에 유연성을 추가하고, 애블레이션 양을 증가시킨다. 타겟 프라이밍 구역(117) 내의 플라즈마 밀도뿐만 아니라, 자석 구성부(104)에 의해 제공되는 한정 자기장을 설명하는 자기장 라인들의 배열을 제어하는 것은 플라즈마(112)의 형상이 타겟 프라이밍 구역(117) 내에서 제어될 수 있도록 한다. 이는 이어서 타겟 프라이밍 구역(117)의 크기, 예를 들어 사용 중 임의의 시간에 플라즈마에 노출되는 기판(116) 영역의 크기가 조정되도록 할 수 있다. 따라서, 스퍼터 증착 장치(100)의 동작에 있어서 또 다른 유연성이 제공되어 상이한 유형의 기판 및/또는 타겟 물질이 이용될 수 있다.
일부 예에서, 자기 요소(104a, 104b, 104c) 중 하나 이상은 솔레노이드(104a, 104b, 104c)에 의해 제공된다. 예에서, 솔레노이드(104a, 104b, 104c)는 단면이 신장된다. 예를 들어, 솔레노이드(104a, 104b, 104c)는 만곡된 부재(118)의 회전축에 실질적으로 평행한 방향으로 단면이 신장된다. 각각의 솔레노이드(104a, 104b, 104c)는 사용 중에 플라즈마(112)가 통과(한정)되는 개구부를 정의할 수 있다. 도 1 및 도 2에 개략적으로 도시된 예에 따라, 3개의 솔레노이드(104a, 104b, 104c)가 있고 각각의 솔레노이드(104a, 104b, 104c)는 기울어져 있어 상대적으로 높은 자기장 강도의 영역이 솔레노이드(104a, 104b, 104c) 사이에 예를 들어 만곡된 경로(C)의 곡선을 실질적으로 따르도록 제공된다. 이러한 방식으로, 도 1에 도시된 바와 같이, 생성된 플라즈마(112)는 제1 솔레노이드(104a)를 통해 드럼(118) 아래(도 1의 관점에서)를 통과해 증착 구역(114)으로 들어갈 수 있고, 제2 솔레노이드(104b) 쪽으로 통과해 올라갈 수 있다. 다른 방향에서, 생성된 플라즈마(112)는 솔레노이드(104a) 중 제1 솔레노이드(104a)를 통과하고, 드럼(118)으로부터 멀어져 제3 솔레노이드(104c)를 향하여 통과하고, 타겟 프라이밍 구역(117)으로 들어간다.
3개의 자기 요소(104a, 104b, 104c)만이 도 1 및 2에 도시되어 있지만, 예를 들어 도 1 및 도 2에 더 많은 자기 요소(도시되지 않음)가 있음을 이해할 것이다. 추가로 그러한 솔레노이드는 플라즈마(112)의 경로를 따라 배치될 수 있다. 이것은 한정 자기장의 강화를 허용할 수 있고 따라서 플라즈마가 정확하게 한정되도록 할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 이는 한정 자기장의 제어에서 더 많은 자유도를 허용할 수 있다.
도 1 및 2에 도시되고 위에서 설명된 바와 같이, 스퍼터 증착 장치(100)는 사용 중인 기판(116)에 제2 타겟(108b)으로부터 타겟 물질을 스퍼터 증착하기 위해 타겟 프라이밍 구역(117)으로부터 스퍼터 증착 구역(114)으로 제2 타겟(108b)을 이동시키도록 배열된 타겟 로딩 수단(106)을 포함한다. 증착 구역(114)은 일반적으로 이러한 경우에 타겟 로딩 수단(106)의 일부와 기판 고정 수단(118) 사이에 위치된다. 예를 들어, 타겟 로딩 수단(106)의 부분과 기판 고정 수단(118)은 증착 구역(114)이 그들 사이에 형성되도록 서로 이격된다. 증착 구역(114)은 장치(100)의 면적 또는 체적으로 취해질 수 있다. 기판 고정 수단(118)과 타겟 로딩 수단(106)의 상기 부분 사이에서 타겟 물질(108)로부터 기판(116) 상으로의 스퍼터 증착이 사용 중에 발생한다.
예에서, 타겟 로딩 수단(106)은 타겟 프라이밍 구역(117)과 스퍼터 증착 구역(114) 사이에서 타겟 이송 방향(113)으로 제2 타겟(108b)을 운반하기 위한 타겟 컨베이어(107)를 포함한다. 타겟 물질(108)는 기판(116) 상의 스퍼터 증착이 수행될 기반이 되는 물질일 수 있다. 예를 들어, 타겟 물질(108)은 스퍼터 증착에 의해 기판(116) 상에 증착될 물질이거나 이를 포함한다.
예에서, 타겟 로딩 수단(106)은 제2 타겟(108b)을 예를 들어 제1 타겟(108a) 대신에 스퍼터 증착 구역(114)으로 이동시키도록 배열된다. 예를 들어, 제2 타겟(108b)은 스퍼터링을 위해 제1 타겟(108a)을 효과적으로 대체하기 위해 제1 타겟(108a)의 상부에 로딩된다. 대안적으로, 제1 및 제2 타겟(108a, 108b)은 동시에 두 타겟(108a, 108b) 모두의 스퍼터링을 위해 스퍼터 증착 구역(114)에 위치될 수 있다. 예를 들어, 타겟 로딩 수단(106)은 제1 및 제2 타겟(108a, 108b)으로부터 사용 중인 기판(116)으로 타겟 물질을 스퍼터 증착하기 위해 제2 타겟(108b)을 스퍼터 증착 구역(114)으로 이동시키도록 배열된다.
일부 예에서, 타겟 로딩 수단(106)은 제2 타겟(108b)을 스퍼터 증착 구역(114)으로 이동시킬 때 제1 타겟(108a)을 스퍼터 증착 구역(114)으로부터 이동시키도록 배열된다. 예를 들어, 증착 구역(114)에 이미 있는 타겟(108a)은 새로운 타겟(108b)이 타겟 로딩 수단(106)에 의해 증착 구역(114) 내로 로딩될 때 증착 구역(114)으로부터 제거된다. 특정 경우에, 타겟 로딩 수단은 스퍼터 증착 구역(114)으로부터 제2 타겟(108b)을 제거하고 제1 타겟(108a)을 스퍼터 증착 구역(114)으로 복귀시키도록 배열된다. 여기에는 예를 들어, 제1 및 제2 타겟(108a, 108b)의 교대 증착에 의한 상이한 타겟 물질의 교대 증착이 포함된다
예에서, 타겟 로딩 수단(106)은 제2 타겟(108b)을 스퍼터 증착 구역(114)으로 이동할 때 스퍼터 증착 구역(114)으로부터 제3 타겟(108c)을 이동시키도록 배열된다. 예를 들어, 하나 이상의 타겟(예를 들어, 제1 및 제2 타겟(108a, 108b))이 타겟 로딩 수단(106)에 의해 증착 구역에 위치되는 반면, 다른 타겟(예를 들어, 사용된 타겟(108c))은 그로부터 제거된다.
예에서, 타겟 로딩 수단(106)은 제2 타겟(108b)이 타겟 프라이밍 구역(117) 내에서 적어도 기결정된 만큼의 시간을 보낸 후에 제2 타겟(108b)을 스퍼터 증착 구역(114)으로 이동시키도록 구성된다. 타겟(108)이 타겟 프라이밍 구역(117) 내에서 보내는 시간의 양은 프라이밍, 예를 들어, 달성된 타겟(108)의 표면 애블레이션의 양에 대응할 수 있다. 따라서 기결정된 시간의 양은 제2 타겟(108b)에 대한 원하는 프라이밍 양에 대응할 수 있다.
예에서, 장치(100)는 제2 타겟(108b)의 표면 균질성을 검출하기 위한 센서를 갖는 장치를 포함한다. 타겟 로딩 수단(106)은 센서에 의해 출력된 센서 데이터에 기초하여 제2 타겟(108b)을 스퍼터 증착 구역(114)으로 이동시키도록 구성될 수 있다.
예에서, 타겟 이송 방향(113) 및 기판 이송 방향(115)은 서로 실질적으로 평행하다. 예를 들어, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 타겟 컨베이어(107)는 타겟(108a, 108b, 108c)을 기판 고정 수단(118)에 의해 운반되는 기판(116)의 방향과 평행한 방향으로 이송한다. 기판 이송 방향(또는 제1 및 제2 이송 방향)(113, 115)은 서로 실질적으로 직교한다. 예를 들어, 타겟 이송 방향(113)이 도 1에서는 우측으로부터 좌측인 대신에, 타겟 이송 방향(113)은 면 안으로 들어가거나 면 밖으로 나갈 수 있다. 대안적으로, 도 1 및 도 2의 기판 공급 어셈블리(119)는 타겟 이송 방향(113)이 계속해서 좌측에서 우측으로 이어지는 동안 기판 이송 방향(115)이 면 안으로 또는 면 밖으로 나가도록 재배열될 수 있다.
특정 경우에, 타겟 이송 방향(113)은 회전형이다. 예를 들어, 타겟 로딩 수단(106)은 타겟(108a, 108b, 108c)을 타원형으로, 예를 들어, 원형 경로로 운반하도록 배열된 회전형 타겟 컨베이어(107)를 포함한다. 타원형 경로는 예를 들어 기판 고정 수단(108) 아래의 평면에서 기술될 수 있다. 대안적으로, 타겟 컨베이어(107)는 타원형 경로를 기술하고 축을 중심으로 타겟 컨베이어(107)의 회전 없이 타겟(108a, 108b, 108c)을 운반한다. 예를 들어, 타겟 컨베이어(107)는 대신에 기판 고정 수단(108) 아래의 평면에 기술된 타원형 경로로 이동한다.
일부 예에서, 예를 들어. 에너지 저장 장치의 생산을 위해, 타겟 물질(108)은 예를 들어 리튬 코발트 산화물, 리튬 철 인산염 또는 알칼리 금속 다황화물 염과 같은 리튬 이온을 저장하기에 적합한 재료와 같은 에너지 저장 장치의 캐소드 층이거나 이를 포함(또는 이를 위한 전구체 재료이거나 이를 포함)할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 타겟 물질(108)은 리튬 금속, 흑연, 실리콘 또는 인듐 주석 산화물과 같은 에너지 저장 장치의 애노드 층이거나 이를 포함(또는 이를 위한 전구체 물질이거나 이를 포함)할 수 있다. 추가적으로, 또는 대안적으로, 타겟 물질(108)은 이온 전도성이지만, 예를 들어 전기 절연체이기도 한 물질(예: 리튬 인 산질화물(LiPON))과 같은 에너지 저장 장치의 전해질 층이거나 이를 포함(또는 이를 위한 전구체 재료이거나 이를 포함한다)할 수 있다. 예를 들어, 타겟 물질(108)은 예를 들어, 타겟 물질(108)의 영역에서 질소 가스와의 반응을 통해 기판(116) 상에 LiPON의 증착을 위한 전구체 재료로서의 LiPO이거나 이를 포함한다.
일부 예에서, 자석 구성부(104), 예를 들어, 하나 이상의 자기 요소(104a, 104b, 104c)를 포함하는 플라즈마(112)는 시트 형태로 플라즈마(112)를 한정하도록 구성된다. 예를 들어, 자석 구성부(104)는 시트 형태로 플라즈마(112)를 한정하기 위해 자기장을 제공하도록 배열된다. 일부 예들에서, 자석 구성부(104)는 실질적으로 균일한 밀도, 예를 들어, 적어도 증착 구역(114) 및/또는 타겟 프라이밍 구역(117)에서 시트의 형태로 플라즈마(112)를 한정하도록 구성된다. 특정 경우에, 자석 구성부(104)는 만곡된 시트의 형태로 플라즈마(112)를 한정하도록 구성된다.
예를 들어, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 일부 예에서 솔레노이드(104a, 104b, 104c) 중 하나 이상은 사용 중에 내부에서 생성된 자기장 라인의 방향에 실질적으로 수직인 방향으로 신장된다. 예를 들어, 도 3 내지 도 5에서 가장 잘 도시된 바와 같이, 솔레노이드(104a, 104b, 104c)는 플라즈마(112)가 사용 중에 한정되는(플라즈마(112)가 사용 중에 통과하는) 개구부를 각각 가질 수 있으며, 개구부는 만곡된 부재(118)의 길이 방향 축(120)에 실질적으로 평행한 방향으로 신장된다. 도 3 및 도 4에 가장 잘 도시된 바와 같이, 신장형 안테나(102a, 102b)는 솔레노이드(104a, 104b, 104c)에 평행하며 일직선으로 신장될 수 있다. 전술한 바와 같이, 플라즈마(112)는 신장형 안테나(102a, 102b)의 길이를 따라 생성될 수 있고, 신장형 솔레노이드(104a, 104c)는 신장형 안테나(102a, 102b)로부터 멀어지고 대응하는 신장형 솔레노이드(104a, 104c)를 통과하는 방향으로 플라즈마(112)를 한정하거나 예를 들어 가이드할 수 있다.
플라즈마(112)는 시트 형태의 신장형 솔레노이드(104a, 104c)에 의해 신장형 안테나(102a, 102b)로부터 한정되거나 예를 들어 가이드될 수 있다. 즉, 이는 플라즈마(112)의 깊이(또는 두께)가 그 길이 또는 폭보다 실질적으로 작은 형태이다. 플라즈마 시트(112)의 두께는 시트의 길이 및 폭을 따라 실질적으로 일정할 수 있다. 플라즈마 시트(112)의 밀도는 폭 및 길이 방향 중 하나 또는 둘 모두에서 실질적으로 균일할 수 있다. 시트 형태의 플라즈마(112)는 만곡된 부재(118)의 곡면의 곡률에 실질적으로 일치하도록, 예를 들어 증착 구역(114) 내 만곡된 경로(C)의 곡선을 따르도록 만곡된 부재(118) 주위의 솔레노이드(104a, 104b, 104c)에 의해 제공되는 자기장에 의해 한정될 수 있다. 이에 의해 플라즈마(112)는 일부 경우에서 전술된 바와 같이 만곡된 시트의 형태로 한정될 수 있다. 플라즈마(112)의 만곡된 시트의 두께는 만곡된 시트의 길이 및 폭을 따라 실질적으로 균일할 수 있다. 만곡된 시트 형태의 플라즈마(112)는 실질적으로 균일한 밀도를 가질 수 있으며, 예를 들어 만곡된 시트 형태의 플라즈마(112)의 밀도는 길이 및 폭 중 하나 또는 둘 모두에서 실질적으로 균일하다.
플라즈마를 만곡된 시트의 형태로 한정하는 것은 만곡된 부재(118)에 의해 운반되는 기판(116)의 증가된 면적이 플라즈마(112)에 노출되도록 할 수 있고, 따라서 스퍼터 증착이 실행될 수 있는 면적이 증가되게끔 할 수 있다. 이는 예를 들어, 기판(116)이 주어진 증착 정도에 대해 (여전히) 더 빠른 속도로 릴-투-릴 유형 장치를 통해 공급되도록 하고 따라서 스퍼터 증착의 효율성을 증가시킬 수 있다.
(예를 들어, 적어도 증착 구역(114) 내에서) 만곡된 시트, 예를 들어 실질적으로 균일한 밀도를 갖는 만곡된 시트의 형태로 플라즈마(112)를 한정하는 것은 대안적으로 또는 추가적으로 기판(116)에서, 예를 들어, 만곡된 부재(118)의 곡선 주위의 방향 및 만곡된 부재(118)의 길이 모두에 걸쳐 플라즈마 밀도가 보다 균일하게 분포되도록 할 수 있다. 이는 차례로 기판(116) 상에, 예를 들어, 만곡된 부재(118)의 표면 주위의 방향 및 기판(116)의 폭을 가로지르는 방향으로 기판(116) 상에 보다 균일한 스퍼터 증착을 가능하게 할 수 있다. 따라서 스퍼터 증착은 차례로 더욱 균일하게 수행될 수 있다. 이는 예를 들어 처리된 기판의 균일성을 개선할 수 있고, 예를 들어 품질 관리의 필요성을 감소시킬 수 있다. 이는 예를 들어, 생성된 자기장을 특징짓는 자기장 라인이 기판 안팎으로 밀접하게 루프하여 기판에서 플라즈마 밀도의 균일한 분포를 제공할 수 없는 마그네트론 유형 스퍼터 증착 장치와 비교될 수 있다.
일부 예에서, 한정된 플라즈마(112)는 적어도 증착 구역(114)에서 고밀도 플라즈마일 수 있다. 예를 들어, 한정된 플라즈마(112)(만곡된 시트 등의 형태)는 적어도 증착 구역(114)에서 예를 들어 1011 cm-3 이상의 밀도를 가질 수 있다. 증착 구역(114)의 고밀도 플라즈마(112)는 효과적인 및/또는 고속 스퍼터 증착을 가능하게 할 수 있다.
도 6을 참조하면, 예시적인 스퍼터 증착 방법(600)이 흐름도에 도시되어 있다. 방법(600)에서, 기판은 제1 타겟으로부터 기판으로 타겟 물질을 스퍼터 증착하기 위해 스퍼터 증착 구역에 기판 고정 수단을 사용하여 위치된다. 제2 타겟은 타겟 로딩 수단을 사용하여 타겟 프라이밍 구역으로부터 스퍼터 증착 구역으로 이동하여 제2 타겟으로부터 기판으로 타겟 물질을 스퍼터 증착한다. 플라즈마 소스를 사용하여 플라즈마가 생성되고, 자석 구성부에 의해 타겟 프라이밍 및 스퍼터 증착 영역으로 한정된다. 타겟 프라이밍 구역에서, 각각의 타겟은 플라즈마에 노출되고 예를 들어 타겟 이송 방향으로 타겟 프라이밍 구역 이후에 위치하는 스퍼터 증착 구역에서 타겟 물질의 스퍼터 증착(기판으로)이 제공된다.
제1 및 제2 타겟, 타겟 물질, 기판, 기판 고정 수단, 플라즈마 소스, 자석 구성부, 타겟 프라이밍 구역, 및 스퍼터 증착 구역은 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명된 임의의 예의 것일 수 있다. 일부 예에서, 방법은 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명된 장치(100)에 의해 수행될 수 있다.
이 방법은 단계(602)에서 제1 타겟으로부터 기판으로 타겟 물질을 스퍼터 증착하기 위해 스퍼터 증착 구역에 기판 고정 수단을 사용하여 기판을 위치시키는 단계를 포함한다. 기판은 기판 고정 수단, 예를 들어 도 1 내지 도 5를 참조하여 전술한 만곡된 부재(118)에 의해 가이드된다.
단계(604)에서, 방법은 타겟 로딩 수단을 사용하여 타겟 프라이밍 구역으로부터 스퍼터 증착 구역으로 제2 타겟을 이동시켜 제2 타겟으로부터 기판으로 타겟 물질을 스퍼터 증착하는 단계를 포함한다. 예를 들어, 제2 타겟은 도 1 내지 도 5를 참조하여 전술한 타겟 로딩 수단(106)에 의해 이동된다.
단계(606)에서, 방법은 플라즈마 소스를 사용하여 플라즈마를 생성하는 단계를 포함한다. 예를 들어, 플라즈마는 도 1 내지 도 5를 참조하여 전술한 플라즈마 생성 구성부(102)에 의해 발생된다.
단계(608)에서, 방법은 자석 구성부를 사용하여 플라즈마를 타겟 프라이밍 구역 및 스퍼터 증착 구역으로 한정하는 단계를 포함한다. 예를 들어, 플라즈마는 도 1 내지 도 5를 참조하여 전술한 자석 구성부(104)에 의해 한정된다. 타겟 프라이밍 구역 내에서, 각각의 타겟은 플라즈마에 노출된다. 스퍼터 증착 구역은 기판에 대한 타겟 물질의 스퍼터 증착을 제공한다.
언급된 바와 같이, 이러한 방식으로 생성된 플라즈마를 한정하는 것은 생성된 플라즈마가 더욱 효율적으로 사용되도록 할 수 있고 따라서 더 효율적인 스퍼터 증착 공정을 가능하게 할 뿐만 아니라 공간 효율적인 방식도 가능하게 한다. 예를 들어, 이러한 방식으로 생성된 플라즈마를 한정하는 것은 타겟(들)을 프라이밍하고 타겟 물질(108)의 스퍼터 증착을 제공하기 위해 동일한 플라즈마 소스가 사용될 수 있게 한다.
일부 경우에, 방법(600)은 제1 타겟 대신에 스퍼터 증착 구역으로 제2 타겟을 이동시키는 것을 포함한다. 대안적으로, 제2 타겟은 제1 및 제2 타겟으로부터 기판으로, 예를 들어 두 타겟으로부터 동시에, 타겟 물질을 스퍼터 증착하기 위해 스퍼터 증착 구역으로 이동된다. 추가적인 대안으로서, 제1 타겟은 제2 타겟을 스퍼터 증착 구역으로 이동시킬 때 스퍼터 증착 구역으로부터 이동될 수 있다. 이러한 예는 도 1 내지 도 5를 참조하여 위에서 더 상세히 설명된다.
상기 실시예는 본 발명의 예시적인 실시예로서 이해되어야 한다. 추가적인 실시예가 예상된다. 예를 들어, 설명된 많은 예는 기판을 가이드하기 위해 만곡된 부재를 사용한다. 만곡된 부재, 예를 들어 롤러 또는 드럼은 기판을 이송하기 위한 롤-투-롤(roll-to-roll) 시스템의 일부를 형성하거나 함께 작동할 수 있다. 특정 경우에, 만곡된 부재는 그 자체로 롤러가 아닐 수 있지만 그럼에도 불구하고 기판이 이송될 수 있는 만곡된 경로를 정의할 수 있다. 그러나, 어떤 경우에는 만곡된 기판 고정 수단이 바람직하지만, 그렇지 않은 실시예도 고려되고, 예를 들어 롤-투-롤 시스템이 구현되지 않은 다른 실시예들도 예상된다. 따라서 스퍼터 증착 장치 또는 방법의 이러한 실시예는 예를 들어 KR20130029488에 기술된 바와 같이 시트 대 시트 및/또는 기판 고정 레이저 리프트 기술을 이용하는 시스템에서 구현될 수 있다.
상기 실시예는 본 발명의 예시적인 실시예로서 이해되어야 한다. 임의의 하나의 예와 관련하여 설명된 임의의 특징은 단독으로, 또는 설명된 다른 특징과 조합하여 사용될 수 있으며, 또한 임의의 다른 예 또는 다른 예들의 임의의 조합의 하나 이상의 특징과 조합하여 사용될 수 있음을 이해해야 한다. 또한, 첨부된 청구범위에 정의된 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 위에서 설명되지 않은 균등물 및 수정이 사용될 수도 있다.

Claims (25)

  1. 스퍼터 증착 장치로서:
    제1 타겟으로부터 사용 중인 기판으로 타겟 물질을 스퍼터 증착하기 위해 상기 기판을 스퍼터 증착 구역 내에 위치시키는 기판 고정 수단;
    제2 타겟으로부터 사용 중인 기판으로 타겟 물질을 스퍼터 증착하기 위해 상기 제2 타겟을 타겟 프라이밍 구역(target priming zone)으로부터 상기 스퍼터 증착 구역 내로 이동시키는 타겟 로딩 수단;
    플라즈마를 생성하기 위한 플라즈마 소스; 및
    자석 구성부를 포함하며, 상기 자석 구성부는 상기 장치 내의 상기 플라즈마를:
    각각의 타겟이 사용 중인 상기 플라즈마에 노출되는 상기 타겟 프라이밍 구역; 및
    타겟 물질을 스퍼터 증착하기 위한 상기 스퍼터 증착 구역에 한정하도록 구성되는,
    스퍼터 증착 장치
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 타겟 로딩 수단은 상기 제1 타겟 대신에 상기 제2 타겟을 상기 스퍼터 증착 구역 내로 이동시키도록 배치되는,
    스퍼터 증착 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 타겟 로딩 수단은, 상기 제1 및 제2 타겟으로부터 상기 사용 중인 기판으로 타겟 물질을 스퍼터 증착하기 위해 상기 제2 타겟을 상기 스퍼터 증착 구역 내로 이동시키도록 배치되는,
    스퍼터 증착 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 타겟 로딩 수단은 상기 제2 타겟을 상기 스퍼터 증착 구역 내로 이동시킬 때 상기 스퍼터 증착 구역으로부터 상기 제1 타겟을 이동시키도록 배치되는,
    스퍼터 증착 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 타겟 로딩 수단은 상기 스퍼터 증착 구역으로부터 상기 제2 타겟을 제거하고 상기 제1 타겟을 상기 스퍼터 증착 구역으로 복귀시키도록 배치되는,
    스퍼터 증착 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 타겟 로딩 수단은 상기 제2 타겟을 상기 스퍼터 증착 구역 내로 이동시킬 때 상기 스퍼터 증착 구역으로부터 제3 타겟을 이동시키도록 배치되는,
    스퍼터 증착 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 자석 구성부는 상기 플라즈마를 사용 중인 각각의 타겟의 표면의 적어도 일부와 상호작용하게끔 상기 타겟 프라이밍 구역 내에 한정하도록 구성되는,
    스퍼터 증착 장치.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 타겟 프라이밍 구역 내 상기 플라즈마는 사용 중 애블레이션 공정(ablative process)에서 각각의 타겟과 상호작용하는,
    스퍼터 증착 장치.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스퍼터 증착 구역은 스퍼터 증착 챔버를 포함하는,
    스퍼터 증착 장치.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 타겟 프라이밍 구역은 타겟 프라이밍 챔버를 포함하는,
    스퍼터 증착 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 타겟 프라이밍 챔버는 사용 시 적어도 부분적인 진공 하에 있는,
    스퍼터 증착 장치.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 타겟 로딩 수단은 상기 타겟 프라이밍 구역과 상기 스퍼터 증착 구역 사이에서 상기 제2 타겟을 제1 이송 방향으로 이송하는 타겟 컨베이어(target conveyor)를 포함하는,
    스퍼터 증착 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 기판 고정 수단은 상기 스퍼터 증착 구역을 통해 상기 기판을 제2 이송 방향으로 가이드하도록 배치되는,
    스퍼터 증착 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 이송 방향은 서로 실질적으로 평행하거나;
    상기 제1 및 제2 이송 방향은 서로에 대해 실질적으로 직교하거나;
    상기 제1 이송 방향은 회전형인,
    스퍼터 증착 장치.
  15. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 타겟 로딩 수단은 상기 제2 타겟이 상기 타겟 프라이밍 구역 내에서 적어도 기결정된 만큼의 시간을 보낸 후에 상기 제2 타겟을 상기 스퍼터 증착 구역 내로 이동시키도록 구성되는,
    스퍼터 증착 장치.
  16. 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 장치는 상기 제2 타겟의 표면 균질성을 검출하기 위한 센서를 갖는 장치를 포함하고, 상기 타겟 로딩 수단은 상기 센서에 의해 출력된 센서 데이터에 기반하여 상기 제2 타겟을 상기 스퍼터 증착 구역 내로 이동시키도록 구성되는,
    스퍼터 증착 장치.
  17. 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판 고정 수단은 만곡된 부재를 포함하는,
    스퍼터 증착 장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 만곡된 부재는 롤러(roller)를 포함하는,
    스퍼터 증착 장치.
  19. 제 1 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 자석 구성부는 상기 플라즈마를 시트 형태로 한정하도록 구성되는,
    스퍼터 증착 장치.
  20. 제 1 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 자석 구성부는 하나 이상의 자기 요소를 포함하는,
    스퍼터 증착 장치.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 장치는 상기 하나 이상의 자기 요소의 자기장 강도를 제어하기 위한 자기 제어기를 포함하는,
    스퍼터 증착 장치.
  22. 제 1 항 내지 제 21 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 플라즈마 소스는 유도 결합 플라즈마 소스인,
    스퍼터 증착 장치.
  23. 제 1 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 플라즈마 소스는 하나 이상의 신장형 안테나를 포함하는,
    스퍼터 증착 장치.
  24. 스퍼터 증착 방법으로서,
    제1 타겟으로부터 기판으로 타겟 물질을 스퍼터 증착하기 위해, 기판 고정 수단을 사용하여 스퍼터 증착 구역 내에 상기 기판을 위치시키는 단계;
    제2 타겟으로부터 상기 기판으로 타겟 물질을 스퍼터 증착하기 위해, 타겟 로딩 수단을 사용하여 상기 제2 타겟을 타겟 프라이밍 구역으로부터 상기 스퍼터 증착 구역 내로 이동시키는 단계;
    플라즈마 소스를 사용하여 플라즈마를 생성하는 단계; 및
    자석 구성부를 사용하여, 상기 플라즈마를:
    각각의 타겟이 사용 중인 상기 플라즈마에 노출되는 상기 타겟 프라이밍 구역; 및
    타겟 물질의 스퍼터 증착을 위한 상기 스퍼터 증착 구역에 한정하는 단계를 포함하는,
    방법.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 제1 타겟 대신에 상기 제2 타겟을 상기 스퍼터 증착 구역 내로 이동시키는 단계;
    상기 제1 및 제2 타겟으로부터 상기 기판으로 타겟 물질을 스퍼터 증착하기 위해 상기 제2 타겟을 상기 스퍼터 증착 구역 내로 이동시키는 단계; 또는
    상기 제2 타겟을 상기 스퍼터 증착 구역 내로 이동시킬 때 상기 스퍼터 증착 구역으로부터 상기 제1 타겟을 이동시키는 단계를 포함하는,
    방법.
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