KR20230033053A - 스퍼터링 장치 - Google Patents

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KR20230033053A
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KR1020210113111A
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타카유키 후카사와
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삼성디스플레이 주식회사
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Abstract

스퍼터링 장치가 제공된다. 일 실시예에 따른 스퍼터링 장치는 기판을 이동시키는 기판 이송부, 기판 이송부 상부에 배치되며 타겟을 지지하는 백 플레이트, 및 백 플레이트에서 기판 이송부를 향하는 면의 반대면 상에 배치되는 마그넷을 포함하되, 백 플레이트는 제1 부분 및 제1 부분으로부터 제1 각도만큼 절곡되어 연장되는 제2 부분을 포함하며, 제1 부분에서 기판 이송부를 향하는 면에서 그은 제1 법선과 제2 부분에서 기판 이송부를 향하는 면에 그은 제2 법선은 제1 각도를 이루며 교차한다.

Description

스퍼터링 장치{SPUTTERING APPARATUS}
본 발명은 스퍼터링 장치에 관한 것이다.
표시 장치는 멀티미디어의 발달과 함께 그 중요성이 증대되고 있다. 이에 부응하여 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display, LCD), 유기 발광 표시 장치(Organic Light Emitting Display, OLED) 등과 같은 여러 종류의 표시 장치가 사용되고 있다.
표시 장치 제조하기 위하여 여러 박막을 형성하고 패터닝하는 공정이 수행된다. 박막을 패터닝하여 미세한 패턴을 형성하기 위하여는 손상이 없는 고품질의 박막을 형성할 필요가 있다. 박막 형성은 박막의 재료나 박막 형성의 목적에 따라 화학 기상 증착, 원자층 증착, 스퍼터링(sputtering) 등의 다양한 방법이 있다. 이 중, 스퍼터링은 진공증착법의 일종으로 비교적 낮은 압력에서 플라즈마를 발생시켜 아르곤 등의 가스를 가속하여 타겟에 충돌시켜 분자를 분출, 그 근방에 있는 기판 상에 막을 만드는 증착법이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 높은 증착 밀도를 갖는 박막을 형성할 수 있는 스퍼터링 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 일 실시예에 따른 스퍼터링 장치는 기판을 이동시키는 기판 이송부; 상기 기판 이송부 상부에 배치되며 타겟을 지지하는 백 플레이트; 및 상기 백 플레이트에서 상기 기판 이송부를 향하는 면의 반대면 상에 배치되는 마그넷을 포함하되, 상기 백 플레이트는 제1 부분 및 상기 제1 부분으로부터 제1 각도만큼 절곡되어 연장되는 제2 부분을 포함하며, 상기 제1 부분에서 상기 기판 이송부를 향하는 면에서 그은 제1 법선과 상기 제2 부분에서 상기 기판 이송부를 향하는 면에 그은 제2 법선은 상기 제1 각도를 이루며 교차한다.
상기 마그넷은 상기 제1 부분 상에 배치되는 제1 마그넷 및 상기 제2 부분 상에 배치되는 제2 마그넷을 포함하되, 상기 제1 법선은 상기 제1 마그넷의 중심을 지나며, 상기 제2 법선은 상기 제2 마그넷의 중심을 지날 수 있다.
상기 제1 법선 및 상기 제2 법선은 상기 기판 상에서 교차할 수 있다.
상기 제1 마그넷은 상기 제1 부분 상에서 왕복 운동하며, 상기 제2 마그넷은 상기 제2 부분 상에서 왕복 운동할 수 있다.
상기 제1 마그넷 및 상기 제2 마그넷 간의 이격 거리는 유지될 수 있다.
상기 백 플레이트는 상기 제1 부분으로부터 제2 각도만큼 절곡되어 상기 제2 부분이 연장되는 방향의 반대 방향으로 연장되는 제3 부분을 더 포함하되, 상기 제3 부분에서 상기 기판 이송부를 향하는 면에서 그은 제3 법선은 상기 제1 법선과 상기 제2 각도를 이루며 교차할 수 있다.
상기 제1 법선, 상기 제2 법선 및 상기 제3 법선은 동일 지점에서 교차하여 증착 초점을 형성할 수 있다.
상기 증착 초점은 상기 기판 상에 형성될 수 있다.
상기 기판 이송부는 일 방향으로 연장하는 프레임 및 상기 프레임을 따라 이동하는 지지부를 포함하되, 상기 지지부는 상기 기판의 측면을 지지할 수 있다.
상기 타겟은 상기 기판 이송부를 향하는 곡면 형상의 하면을 포함하되, 상기 타겟의 상기 하면의 곡률 중심은 상기 기판 상에 형성될 수 있다.
상기 백 플레이트는 상기 기판 이송부를 향하는 곡면 형상의 하면을 포함하되, 상기 백 플레이트의 상기 하면의 곡률 중심은 상기 기판 상에 형성될 수 있다.
상기 백 플레이트는 제1 부분 및 상기 제1 부분과 이웃하는 제2 부분을 포함하되, 상기 마그넷은 상기 제1 부분 상에 배치되는 제1 마그넷 및 상기 제2 부분 상에 배치되는 제2 마그넷을 포함할 수 있다.
상기 타겟은 상기 제1 부분 상에 배치되는 제1 타겟 및 상기 제2 부분 상에 배치되며 상기 제1 타겟과 분리된 제2 타겟을 포함할 수 있다.
상기 제1 타겟 및 상기 제2 타겟은 서로 다른 물질을 포함할 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 다른 실시예에 따른 스퍼터링 장치는 기판을 이동시키는 기판 이송부; 상기 기판 이송부 상부에 배치되며 타겟을 지지하는 백 플레이트; 및 상기 백 플레이트에서 상기 기판 이송부를 향하는 면의 반대면 상에 배치되는 마그넷을 포함하되, 상기 백 플레이트는 상기 기판과 평행하도록 배치되는 제1 부분, 상기 제1 부분의 일측 단부로부터 제1 각도만큼 절곡되어 연장되는 제2 부분 및 상기 제1 부분의 타측 단부로부터 제2 각도만큼 절곡되어 연장되는 제3 부분을 포함하며, 상기 마그넷은 상기 제1 부분 상에 배치되는 제1 마그넷, 상기 제2 부분 상에 배치되는 제2 마그넷 및 상기 제3 부분 상에 배치되는 제3 마그넷을 포함하되, 상기 제1 마그넷을 지나는 상기 제1 부분의 제1 법선, 상기 제2 마그넷을 지나는 상기 제2 부분의 제2 법선 및 상기 제3 마그넷을 지나는 상기 제3 부분의 제3 법선은 동일 지점에서 교차한다.
상기 제1 법선과 상기 제2 법선은 상기 제1 각도를 이루며, 상기 제1 법선과 상기 제3 법선은 상기 제2 각도를 이룰 수 있다.
상기 제1 마그넷은 상기 제1 부분 상에서 왕복 운동하고, 상기 제2 마그넷은 상기 제2 부분 상에서 왕복 운동하고, 상기 제3 마그넷은 상기 제3 부분 상에서 왕복 운동할 수 있다.
상기 제1 법선, 상기 제2 법선 및 상기 제3 법선은 상기 기판 상에서 교차할 수 있다.
상기 타겟은 상기 제1 부분 상에 배치되는 제1 타겟, 상기 제2 부분 상에 배치되며 상기 제1 타겟과 분리된 제2 타겟 및 상기 제3 부분 상에 배치되며 상기 제1 타겟과 분리된 제3 타겟을 포함할 수 있다.
상기 제1 타겟, 상기 제2 타겟 및 상기 제3 타겟은 서로 다른 물질을 포함할 수 있다.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
일 실시예에 따른 스퍼터링 장치는 증착 초점을 형성하며 박막을 증착하여 높은 증착 밀도를 갖는 박막을 형성할 수 있다.
실시예들에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 표시 장치의 평면도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 표시 장치의 일 화소의 예시적인 단면도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 스퍼터링 장치의 개략도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 스퍼터링 장치에 포함된 기판 이송부의 평면도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 스퍼터링 장치에 포함된 백 플레이트와 기판 이송부 간의 위치관계를 나타낸 개략도이다.
도 6은 도 5의 Q1 영역의 확대도이다.
도 7은 일 실시예에 따른 도 5의 Q2 영역의 확대도이다.
도 8은 도 7의 실시예에 따른 증착량 프로파일을 나타낸 그래프이다.
도 9는 다른 실시예에 따른 도 5의 Q2 영역의 확대도이다.
도 10은 도 9의 실시예에 따른 증착량 프로파일을 나타낸 그래프이다.
도 11 내지 도 13은 마그넷의 이동에 따른 증착 초점의 이동을 나타낸 개략도이다.
도 14는 다른 실시예에 따른 스퍼터링 장치를 나타낸 개략도이다.
도 15는 또 다른 실시예에 따른 스퍼터링 장치를 나타낸 개략도이다.
도 16은 또 다른 실시예에 따른 스퍼터링 장치를 나타낸 개략도이다.
도 17은 또 다른 실시예에 따른 스퍼터링 장치를 나타낸 개략도이다.
도 18은 도 17의 R영역의 확대도이다.
도 19는 또 다른 실시예에 따른 스퍼터링 장치를 나타낸 개략도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
이하에서, 설명의 편의를 위해, 표시 장치 또는 표시 장치를 구성하는 각 부재의 면들을 지칭함에 있어서, 화상이 표시되는 방향으로 면하는 일면을 상면으로 지칭하고, 상기 일면의 반대면을 하면으로 지칭한다. 다만, 이에 제한되지 않으며, 상기 부재의 상기 일면 및 상기 타면은 각각 전면 및 배면으로 지칭되거나, 제1 면 또는 제2 면으로 지칭될 수도 있다.
이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 구체적인 실시예들에 대해 설명한다.
도 1은 일 실시예에 따른 표시 장치의 평면도이다.
도 1을 참조하면, 표시 장치(DD)는 동영상이나 정지영상을 표시한다. 표시 장치(DD)는 표시 화면을 제공하는 모든 전자 장치를 지칭할 수 있다. 예를 들어, 표시 화면을 제공하는 텔레비전, 노트북, 모니터, 광고판, 사물 인터넷, 모바일 폰, 스마트 폰, 태블릿 PC(Personal Computer), 전자 시계, 스마트 워치, 워치 폰, 헤드 마운트 디스플레이, 이동 통신 단말기, 전자 수첩, 전자 책, PMP(Portable Multimedia Player), 내비게이션, 게임기, 디지털 카메라, 캠코더 등이 표시 장치(DD)에 포함될 수 있다.
표시 장치(DD)는 표시 화면을 제공하는 표시 패널을 포함한다. 표시 패널의 예로는 무기 발광 다이오드 표시 패널, 유기 발광 표시 패널, 양자점 발광 표시 패널, 플라즈마 표시 패널, 전계방출 표시 패널 등을 들 수 있다. 이하에서는 표시 패널의 일 예로서, 무기 발광 다이오드 표시 패널이 적용된 경우를 예시하지만, 그에 제한되는 것은 아니며, 동일한 기술적 사상이 적용 가능하다면 다른 표시 패널에도 적용될 수 있다.
표시 장치(DD)의 형상은 다양하게 변형될 수 있다. 예를 들어, 표시 장치(DD)는 가로가 긴 직사각형, 세로가 긴 직사각형, 정사각형, 코너부(꼭지점)가 둥근 사각형, 기타 다각형, 원형 등의 형상을 가질 수 있다. 표시 장치(DD)의 표시 영역(DA)의 형상 또한 표시 장치(DD)의 전반적인 형상과 유사할 수 있다. 도 1에는 세로가 긴 직사각형 형상의 표시 장치(DD) 및 표시 영역(DA)이 예시되어 있다.
표시 장치(DD)는 표시 영역(DA)과 비표시 영역(NDA)을 포함할 수 있다. 표시 영역(DA)은 화면이 표시될 수 있는 영역이고, 비표시 영역(NDA)은 화면이 표시되지 않는 영역이다. 표시 영역(DA)은 활성 영역으로, 비표시 영역(NDA)은 비활성 영역으로도 지칭될 수 있다. 표시 영역(DA)은 대체로 표시 장치(DD)의 중앙을 차지할 수 있다.
표시 영역(DA)은 복수의 화소(PX)를 포함할 수 있다. 각 화소(PX)의 형상은 평면상 직사각형 또는 정사각형일 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니고 각 변이 일 방향에 대해 기울어진 마름모 형상일 수도 있다.
표시 영역(DA)의 주변에는 비표시 영역(NDA)이 배치될 수 있다. 비표시 영역(NDA)은 표시 영역(DA)을 전부 또는 부분적으로 둘러쌀 수 있다. 표시 영역(DA)은 직사각형 형상이고, 비표시 영역(NDA)은 표시 영역(DA)의 4변에 인접하도록 배치될 수 있다. 비표시 영역(NDA)은 표시 장치(DD)의 베젤을 구성할 수 있다. 각 비표시 영역(NDA)들에는 표시 장치(DD)에 포함되는 배선들 또는 회로 구동부들이 배치되거나, 외부 장치들이 실장될 수 있다.
도 2는 일 실시예에 따른 표시 장치의 일 화소의 예시적인 단면도이다.
도 2를 참조하면, 표시 영역(DA)은 채널로써 다결정 실리콘을 포함하는 비산화물 무기 반도체 트랜지스터(이하, '실리콘 트랜지스터'로 약칭함)가 배치되는 제1 트랜지스터 영역(TR1) 및 채널로써 산화물 반도체를 포함하는 산화물 반도체 트랜지스터(이하, '산화물 트랜지스터'로 약칭함)가 배치되는 제2 트랜지스터 영역(TR2)을 포함할 수 있다. 제1 트랜지스터 영역(TR1)에 배치되는 실리콘 트랜지스터는 PMOS 트랜지스터일 수 있다. 제2 트랜지스터 영역(TR2)에 배치되는 산화물 트랜지스터는 NMOS 트랜지스터일 수 있다.
표시 영역(DA)에는 베이스 기판(BSB), 배리어층(BR), 버퍼층(BF), 제1 반도체층(ACT1), 제1 게이트 절연막(GI1), 제1 도전층(CL1), 제2 게이트 절연막(GI2), 제2 도전층(CL2), 제1 층간 절연막(ILD1), 제2 반도체층(ACT2), 제3 게이트 절연막(GI3), 제3 도전층(CL3), 제2 층간 절연막(ILD2), 제4 도전층(CL4), 제1 비아층(VIA1), 제5 도전층(CL5), 제2 비아층(VIA2), 화소 전극(ANO), 화소 정의막(PDL)이 순차적으로 배치될 수 있다. 상술한 각 층들은 단일막으로 이루어질 수 있지만, 복수의 막을 포함하는 적층막으로 이루어질 수도 있다. 각 층들 사이에는 다른 층이 더 배치될 수도 있다.
베이스 기판(BSB)은 그 위에 배치되는 각 층들을 지지한다. 베이스 기판(BSB)은 예를 들어, 고분자 수지 등의 절연 물질로 이루어질 수 있으나, 이에 제한되지 않고 베이스 기판(BSB)은 금속 재질의 물질을 포함할 수도 있다.
배리어층(BR)은 베이스 기판(BSB) 상에 배치될 수 있다. 배리어층(BR)은 불순물 이온이 확산되는 것을 방지하고, 수분이나 외기의 침투를 방지하며, 표면 평탄화 기능을 수행할 수 있다. 배리어층(BR)은 실리콘 질화물, 실리콘 산화물, 또는 실리콘 산질화물 등을 포함할 수 있다. 배리어층(BR)은 베이스 기판(BSB)의 종류나 공정 조건 등에 따라 생략될 수도 있다.
버퍼층(BF)은 배리어층(BR) 상에 배치될 수 있다. 버퍼층(BF)은 실리콘 질화물, 실리콘 산화물, 또는 실리콘 산질화물 등 중 적어도 하나를 포함하여 이루어질 수 있다. 버퍼층(BF)은 베이스 기판(BSB)의 종류나 공정 조건 등에 따라 생략될 수도 있다.
버퍼층(BF) 상에는 제1 반도체층(ACT1)이 배치될 수 있다. 제1 반도체층(ACT1)은 제1 트랜지스터 영역(TR1)에 배치될 수 있다.
제1 반도체층(ACT1)은 다결정 실리콘, 단결정 실리콘 또는 비정질 실리콘(amorphous silicon) 등으로 이루어질 수 있다.
제1 반도체층(ACT1)은 상부의 제1 게이트 전극(GAT1)과 두께 방향으로 중첩 배치된 채널 영역(ACT1c), 채널 영역(ACT1c)의 일측 및 타측에 각각 위치한 제1 반도체층(ACT1)의 제1 소스/드레인 영역(ACT1a)과 제2 소스/드레인 영역(ACT1b)을 포함할 수 있다. 제1 반도체층(ACT1)의 제1 및 제2 소스/드레인 영역(ACT1a, ACT1b)에는 다수의 캐리어 이온이 포함되어 있어, 채널 영역(ACT1c)에 비해 도전성이 크고, 전기적인 저항이 낮을 수 있다.
제1 반도체층(ACT1) 상에는 제1 게이트 절연막(GI1)이 배치될 수 있다. 제1 게이트 절연막(GI1)은 컨택홀(CNT1, CNT2)이 형성된 부분을 제외한 제1 반도체층(ACT1)의 상면을 덮을 뿐만 아니라 제1 반도체층(ACT1)의 측면까지도 덮을 수 있다. 제1 게이트 절연막(GI1)은 대체로 베이스 기판(BSB)의 전면에 걸쳐 배치될 수 있다.
제1 게이트 절연막(GI1)은 실리콘 화합물, 금속 산화물 등을 포함할 수 있다.
제1 게이트 절연막(GI1) 상에는 제1 도전층(CL1)이 배치된다. 제1 도전층(CL1)은 게이트 도전층이며, 제1 트랜지스터 영역(TR1)에 배치된 제1 게이트 전극(GAT1)을 포함할 수 있다. 제1 게이트 전극(GAT1)은 실리콘 트랜지스터의 게이트 전극일 수 있다. 제1 게이트 전극(GAT1)은 커패시터의 제1 전극과 연결될 수 있다.
제1 도전층(CL1) 상에는 제2 게이트 절연막(GI2)이 배치될 수 있다. 제2 게이트 절연막(GI2)은 대체로 제1 게이트 절연막(GI1)의 전면에 걸쳐 배치될 수 있다.
제2 게이트 절연막(GI2) 상에는 제2 도전층(CL2)이 배치된다. 제2 도전층(CL2)은 커패시터 도전층이며, 제1 트랜지스터 영역(TR1)에 배치된 커패시터 제2 전극(GAT2)을 포함할 수 있다. 커패시터 제2 전극(GAT2)은 하부의 제1 게이트 전극(GAT1)에 연결된 커패시터 제1 전극과 제2 게이트 절연막(GI2)을 사이에 두고 대향하면서 커패시터를 이룰 수 있다.
제2 도전층(CL2) 상에는 제1 층간 절연막(ILD1)이 배치된다. 제1 층간 절연막(ILD1)은 단일막 또는 서로 다른 물질의 적층막으로 이루어진 다층막일 수 있다.
제1 층간 절연막(ILD1) 상에는 제2 반도체층(ACT2)이 배치된다. 제2 반도체층(ACT2)은 제2 트랜지스터 영역(TR2)에 배치될 수 있다. 제2 반도체층(ACT2)은 산화물 반도체를 포함하여 이루어질 수 있다.
제2 반도체층(ACT2)은 상부의 제3 게이트 전극(GAT3)과 두께 방향으로 중첩 배치된 채널 영역(ACT2c), 채널 영역(ACT2c)의 일측 및 타측에 각각 위치한 제2 반도체층(ACT2)의 제1 소스/드레인 영역(ACT2a)과 제2 소스/드레인 영역 (ACT2b)을 포함할 수 있다. 제2 반도체층(ACT2)의 제1 및 제2 소스/드레인 영역(ACT2a, ACT2b)은 도체화된 영역으로, 채널 영역(ACT2c)에 비해 도전성이 크고, 전기적인 저항이 낮을 수 있다.
제2 반도체층(ACT2) 상에는 제3 게이트 절연막(GI3)이 배치된다. 제3 게이트 절연막(GI3)은 제1 게이트 절연막(GI1) 및 제2 게이트 절연막(GI2)과는 달리 일부 영역에만 배치될 수 있다. 제3 게이트 절연막(GI3)은 제2 반도체층(ACT2)의 채널 영역(ACT2c)을 덮고, 제1 및 제2 소스/드레인 영역(ACT2a, ACT2b) 및 제2 반도체층(ACT2)의 측면을 노출할 수 있다.
제3 게이트 절연막(GI3) 상에는 제3 도전층(CL3)이 배치된다. 제3 도전층(CL3)은 게이트 도전층이며, 제2 트랜지스터 영역(TR2)에 배치된 트랜지스터의 제3 게이트 전극(GAT3)을 포함할 수 있다.
제3 도전층(CL3) 상에는 제2 층간 절연막(ILD2)이 배치된다. 제2 층간 절연막(ILD2)은 단일막 또는 서로 다른 물질의 적층막으로 이루어진 다층막일 수 있다.
제2 층간 절연막(ILD2) 상에는 제4 도전층(CL4)이 배치된다. 제4 도전층(CL4)은 데이터 도전층이며, 제1 트랜지스터 영역(TR1)에 배치된 트랜지스터의 제1 소스/드레인 전극(SD1a) 및 제2 소스/드레인 전극(SD1b) 및 제2 트랜지스터 영역(TR2)에 배치된 트랜지스터의 제1 소스/드레인 전극(SD2a) 및 제2 소스/드레인 전극(SD2b)을 포함할 수 있다.
제1 트랜지스터 영역(TR1)에 배치된 트랜지스터에서, 제1 소스/드레인 전극(SD1a)은 제2 층간 절연막(ILD2), 제2 게이트 절연막(GI2) 및 제1 게이트 절연막(GI1)을 관통하여 제1 반도체층(ACT1)의 제1 소스/드레인 영역(ACT1a)을 노출하는 제1 컨택홀(CNT1)을 통해 제1 반도체층(ACT1)의 제1 소스/드레인 영역(ACT1a)과 연결될 수 있다. 제2 소스/드레인 전극(SD1b)은 제2 층간 절연막(ILD2), 제2 게이트 절연막(GI2) 및 제1 게이트 절연막(GI1)을 관통하여 제1 반도체층(ACT1)의 제2 소스/드레인 영역(ACT1b)을 노출하는 제2 컨택홀(CNT2)을 통해 제1 반도체층(ACT1)의 제2 소스/드레인 영역(ACT1b)과 연결될 수 있다.
제2 트랜지스터 영역(TR2)에 배치된 트랜지스터에서, 제1 소스/드레인 전극(SD2a)은 제2 층간 절연막(ILD2)을 관통하여 제2 반도체층(ACT2)의 제1 소스/드레인 영역(ACT2a)을 노출하는 제3 컨택홀(CNT3)을 통해 제2 반도체층(ACT2)의 제1 소스/드레인 영역(ACT2a)과 연결될 수 있다. 제2 소스/드레인 전극(SD2b)은 제2 층간 절연막(ILD2)을 관통하여 제2 반도체층(ACT2)의 제2 소스/드레인 영역(ACT2b)을 노출하는 제4 컨택홀(CNT4)을 통해 제2 반도체층(ACT2)의 제2 소스/드레인 영역(ACT2b)과 연결될 수 있다.
제4 도전층(CL4) 상에는 제1 비아층(VIA1)이 배치된다. 제1 비아층(VIA1)은 무기 절연 물질이나 유기 절연 물질을 포함할 수 있다. 제1 비아층(VIA1)은 단일막 또는 서로 다른 물질의 적층막으로 이루어진 다층막일 수 있다.
비아층(VIA1)은 제2 층간 절연막(ILD2) 상부에 배치되어 제2 층간 절연막(ILD2)의 상면을 완전히 덮을 수 있다. 제1 비아층(VIA1)이 유기막으로 이루어지는 경우, 하부의 단차에도 불구하고 그 상면은 평탄할 수 있다.
제1 비아층(VIA1) 상에는 제5 도전층(CL5)이 배치된다. 제5 도전층(CL5)은 연결 전극(CTE)을 포함할 수 있다. 제1 비아층(VIA1) 에는 제1 트랜지스터 영역(TR1)에 배치된 트랜지스터의 제2 소스/드레인 전극(SD1b)을 노출하는 제5 컨택홀(CNT5)이 배치되고, 연결 전극(CTE)은 제5 컨택홀(CNT5)을 통해 제2 소스/드레인 전극(SD1b)과 연결될 수 있다.
연결 전극(CTE) 상에는 제2 비아층(VIA2)이 배치된다. 제2 비아층(VIA2)은 무기 절연 물질이나 유기 절연 물질을 포함할 수 있다. 제2 비아층(VIA2)은 단일막 또는 서로 다른 물질의 적층막으로 이루어진 다층막일 수 있다.
제2 비아층(VIA2) 상에는 화소 전극(ANO)이 배치된다. 화소 전극(ANO)은 애노드 전극일 수 있다. 화소 전극(ANO)은 각 화소마다 분리되어 배치될 수 있다. 화소 전극(ANO)은 제2 비아층(VIA2)을 관통하며, 연결 전극(CTE)의 일부를 노출하는 제6 컨택홀(CNT6)을 통해 연결 전극(CTE)과 전기적으로 연결될 수 있다.
화소 전극(ANO) 상에는 화소 정의막(PDL)이 배치될 수 있다. 화소 정의막(PDL)은 화소 전극(ANO)을 부분적으로 노출하는 개구부를 포함할 수 있다. 화소 정의막(PDL)은 유기 절연 물질 또는 무기 절연 물질로 이루어질 수 있다.
화소 정의막(PDL)이 노출하는 화소 전극(ANO) 상에는 발광층(EL)이 배치된다. 발광층(EL)은 유기 물질층을 포함할 수 있다. 발광층(EL)은 정공 주입/수송층 및/또는, 전자 주입/수송층을 더 포함할 수 있다.
발광층(EL) 상에는 공통 전극(CAT)이 배치될 수 있다. 공통 전극(CAT)은 화소(PX)의 구별없이 전면적으로 배치될 수 있다. 화소 전극(ANO), 발광층(EL) 및 공통 전극(CAT)은 유기 발광 소자를 구성할 수 있다.
화소 전극(ANO), 발광층(EL) 및 공통 전극(CAT)은 유기 발광 소자를 구성할 수 있다.
공통 전극(CAT) 상부에는 제1 무기막(TFE1), 제1 유기막(TFE2) 및 제2 무기막(TFE3)을 포함하는 박막 봉지층(TFEL)이 배치된다. 박막 봉지층(TFEL)의 단부에서 제1 무기막(TFE1)과 제2 무기막(TFE3)은 서로 접할 수 있다. 제1 유기막(TFE2)은 제1 무기막(TFE1)과 제2 무기막(TFE3)에 의해 밀봉될 수 있다.
상술한 표시 장치(DD)의 화소(PX) 구조에서 제1 내지 제5 도전층(CL1, CL2, CL3, CL4, CL5), 제1 및 제2 반도체층(ACT1, ACT2) 등의 패턴들은 스퍼터링 방식으로 전면적으로 증착된 후 패터닝될 수 있다. 상술한 패턴들을 안정적으로 형성하기 위해서는 증착 공정에서 높은 증착 밀도로 증착이 이루어질 것을 요한다. 이하, 높은 증착 밀도로 타겟 물질을 증착할 수 있는 스퍼터링 장치에 대해 설명한다.
도 3은 일 실시예에 따른 스퍼터링 장치의 개략도이다. 도 4는 일 실시예에 따른 스퍼터링 장치에 포함된 기판 이송부의 평면도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 일 실시예에 따른 스퍼터링 장치(1)는 챔버(400), 챔버(400) 내부에 배치되는 기판 이송부(100), 백 플레이트(200) 및 마그넷(300)을 포함할 수 있다.
기판 이송부(100)는 대상 기판(SUB)을 이송할 수 있다. 기판 이송부(100)는 대상 기판(SUB)을 일 방향을 따라 이동시킬 수 있다. 후술하겠지만, 기판 이송부(100)는 대상 기판(SUB)을 백 플레이트(200)와 중첩하는 영역 내에서 뿐만 아니라, 백 플레이트(200)와 중첩하는 영역을 벗어난 영역까지 이동시킬 수 있다. 기판 이송부(100)는 대상 기판(SUB)의 적어도 일부가 백 플레이트(200)와 중첩하는 영역을 벗어났을 때 대상 기판(SUB)의 이동 방향을 전환할 수 있다. 이에 따라, 전체적으로 대상 기판(SUB)의 영역별로 균일한 성막을 구현할 수 있다.
기판 이송부(100)는 프레임(110) 및 프레임(110)을 따라 움직이는 지지부(120)를 포함할 수 있다. 프레임(110)은 동일 방향으로 연장하는 제1 가이드부(111) 및 제2 가이드부(112)를 포함할 수 있다. 지지부(120)는 제1 가이드부(111)를 따라 움직이는 제1 지지부(121) 및 제2 가이드부(112)를 따라 움직이는 제2 지지부(122)를 포함할 수 있다. 즉, 제1 지지부(121) 및 제2 지지부(122)는 제1 가이드부(111)와 제2 가이드부(112)의 연장 방향을 따라 이동할 수 있다.
제1 지지부(121)와 제2 지지부(122)는 서로 대향하여 배치될 수 있다. 제1 지지부(121)와 제2 지지부(122)는 서로 마주보는 방향으로 대상 기판(SUB)의 측면을 지지할 수 있다. 구체적으로, 제1 지지부(121)는 대상 기판(SUB)의 일측면을 지지하고, 제2 지지부(122)는 대상 기판(SUB)의 타측면을 지지할 수 있다. 제1 지지부(121) 및 제2 지지부(122)는 각각 복수개일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
백 플레이트(200)는 타겟(TG)을 지지할 수 있다. 다시 말해, 타겟(TG)은 백 플레이트(200)의 일면 상에 고정될 수 있다. 백 플레이트(200)의 구체적인 형상 및 기판 이송부(100)와의 관계에 대해서는 도 5를 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
백 플레이트(200)의 일면 상에는 타겟(TG)이 배치될 수 있다. 구체적으로, 백 플레이트(200)에서 기판 이송부(100)를 향한 일면 상에는 타겟(TG)이 배치될 수 있다.
타겟(TG)은 챔버(400) 내부에 발생된 플라즈마에 의해 증착되는 증착 재료물질일 수 있다. 타겟(TG)은 백 플레이트(200) 상에서 대상 기판(SUB)을 향해 배치될 수 있다.
타겟(TG)은 사용자가 대상 기판(SUB) 상에 증착하고자 하는 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 표시 장치의 제조에 있어서, 타겟(TG)은 전극 등을 형성하기 위한 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo), 구리(Cu), 금(Au), 백금(Pt) 등과 같은 다양한 금속을 포함할 수 있으며, 투명 전극의 재료인 ITO 등을 포함할 수도 있다. 또한, 다른 실시예에서, 타겟(TG)은 서로 다른 물질을 포함하는 복수개로 구비될 수 있다. 예를 들어, 서로 다른 물질을 포함하는 두 개의 타겟(TG)을 구비할 경우에는 각 타겟(TG)이 서로 다른 물질로 구성됨으로써 대상 기판(SUB) 상에 형성되는 물질들을 다양하게 조절할 수 있다.
백 플레이트(200)에서 타겟(TG)이 배치되며 기판 이송부(100)를 향하는 면의 반대면 상에는 마그넷(300)이 배치될 수 있다. 마그넷(300)은 자기장을 형성할 수 있다. 후술하겠지만, 마그넷(300)은 타겟(TG) 전면에 자기장이 형성되도록 서로 극성이 반대인 다수의 자석들이 번갈아 설치될 수 있다. 마그넷(300)은 백 플레이트(200) 상에서 왕복 운동하며 타겟(TG)을 스캔할 수 있다.
챔버(400)는 일 실시예에 따른 스퍼터링 장치(1)를 이용한 증착 공정이 이루어지는 공간을 제공할 수 있다. 챔버(400)의 내부는 후술하는 진공 펌프(500)에 의해 진공 분위기가 형성될 수 있다.
진공 펌프(500)는 증착 공정이 원활하게 이루어지도록 챔버(400)의 내부에 음압을 제공하여 진공 분위기를 형성할 수 있다. 여기서 진공 분위기는 완전한 진공 상태를 의미하는 것이 아니고, 대기압보다 일정 수준 낮은 압력을 의미할 수 있다.
가스 공급부(600)는 챔버(400) 내부와 연결될 수 있다. 가스 공급부(600)는 챔버(400) 내부에 아르곤(Ar)과 같은 불활성 기체를 제공할 수 있다. 상기 불활성 기체는 플라즈마에 의해 이온화되어 타겟(TG)에 충돌하여 타겟 입자(도 6의 'TP' 참조)를 발생시킬 수 있다.
전원 공급부(700)는 백 플레이트(200)에 전기적으로 연결될 수 있다. 전원 공급부(700)는 백 플레이트(200)에 RF 또는 DC 전원을 공급할 수 있다. 전원 공급부(700)로부터 전원을 인가받은 백 플레이트(200)는 플라즈마 방전 시 캐소드(cathode)의 역할을 할 수 있다. 구체적으로, 백 플레이트(200)에 전압이 인가되면, 챔버(400) 내부에서 플라즈마 방전이 일어나고, 플라즈마 방전에 의해 아르곤(Ar) 등의 불활성 기체가 이온화될 수 있다. 이온화된 입자들은 타겟(TG) 쪽으로 가속됨으로써 타겟(TG)에 충돌할 수 있다. 이에 따라, 타겟(TG)을 이루는 타겟 입자(도 6의 'TP' 참조)들이 방출됨으로써 대상 기판(SUB)에 증착될 수 있다. 도시되지 않았지만, 일 실시예에 따른 스퍼터링 장치(1)는 애노드(anode)의 역할을 하는 쉴드(미도시)를 더 포함할 수 있다.
이하, 도 5 내지 도 13을 참조하여 일 실시예에 따른 스퍼터링 장치(1)에서 대상 기판(SUB), 기판 이송부(100), 타겟(TG), 백 플레이트(200) 및 마그넷(300) 간의 위치 관계에 대해 상세히 설명한다.
도 5는 일 실시예에 따른 스퍼터링 장치에 포함된 백 플레이트와 기판 이송부 간의 위치관계를 나타낸 개략도이다. 도 6은 도 5의 Q1 영역의 확대도이다.
도 5 내지 도 7을 참조하면, 일 실시예에 따른 백 플레이트(200)는 제1 영역(AR1)에 배치되는 제1 부분(210), 제1 영역(AR1)의 제1 방향(X) 타측에 배치된 제2 영역(AR2)에 배치된 제2 부분(220) 및 제1 영역(AR1)의 제1 방향(X) 일측에 배치된 제3 영역(AR3)에 배치된 제3 부분(230)을 포함할 수 있다. 제1 내지 제3 부분(210, 220, 230)은 서로 연결되어 일체로 구성될 수 있다. 제1 부분(210)은 제2 부분(220) 및 제3 부분(230) 사이에 위치할 수 있다.
제1 부분(210)은 기판 이송부(100)와 평행하도록 배치될 수 있다. 제2 부분(220) 및 제3 부분(230)은 제1 부분(210)에 대하여 절곡되어 연장될 수 있다. 구체적으로, 제2 부분(220)은 제1 부분(210)의 제1 방향(X) 타측 단부에서 제3 방향(Z) 타측으로 제1 각도(θ1)만큼 절곡되어 연장되고, 제3 부분(230)은 제1 부분(210)의 제1 방향(X) 일측 단부에서 제3 방향(Z) 타측으로 제2 각도(θ2)만큼 절곡되어 연장될 수 있다. 즉, 제3 부분(230)은 제1 부분(210)에서 제2 부분(220)이 연장되는 방향의 반대 방향으로 연장될 수 있다. 제2 부분(220)이 제1 부분(210)에 대해 절곡된 각도인 제1 각도(θ1)와 제3 부분(230)이 제1 부분(210)에 대해 절곡된 각도인 제2 각도(θ2)는 동일할 수 있으나, 이에 제한되지 않고 다를 수도 있다.
백 플레이트(200)에서 기판 이송부(100) 측의 일면 상에는 타겟(TG)이 배치되며, 상기 일면의 반대면인 타면 상에는 마그넷(300)이 배치될 수 있다. 백 플레이트(200)의 제1 부분(210) 상에는 제1 마그넷(310)이 배치되고, 제2 부분(220) 상에는 제2 마그넷(320)이 배치되며, 제3 부분(230) 상에는 제3 마그넷(330)이 배치될 수 있다. 도시되지 않았지만, 제1 내지 제3 마그넷(310, 320, 330)은 제2 방향(Y)을 따라 연장하는 형상을 가질 수 있다.
제1 내지 제3 마그넷(310, 320, 330)은 각각 세 개의 서브 마그넷(SM1, SM2, SM3)을 포함할 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않고 제1 내지 제3 마그넷(310, 320, 330) 각각에 포함되는 서브 마그넷(SM1, SM2, SM3)의 개수는 3의 배수일 수 있다. 제1 내지 제3 마그넷(310, 320, 330)에 포함된 서브 마그넷(SM1, SM2, SM3)의 배열 형태 및 구조는 서로 동일할 수 있다. 이하, 제1 마그넷(310)을 기준으로 하여 제1 내지 제3 마그넷(310, 320, 330) 각각에 포함되는 서브 마그넷(SM1, SM2, SM3)의 배열 형태 및 구조에 대해 설명한다.
도 6을 참조하면, 제1 마그넷(310)은 제1 내지 제3 서브 마그넷(SM1, SM2, SM3)을 포함할 수 있다. 제1 내지 제3 서브 마그넷(SM1, SM2, SM3)은 순서대로 제1 방향(X)을 따라 배열될 수 있다. 도시되지 않았지만, 제1 내지 제3 서브 마그넷(SM1, SM2, SM3)은 제2 방향(Y)을 따라 연장하는 형상을 가질 수 있다.
제1 내지 제3 서브 마그넷(SM1, SM2, SM3) 각각은 제3 방향(Z)으로 서로 다른 극성을 띨 수 있다. 제1 서브 마그넷(SM1)에서, 타겟(TG)이 배치되는 백 플레이트(200)의 일면을 향하는 제3 방향(Z) 타측 단부는 N극을 띠며, 그 반대의 제3 방향(Z) 일측 단부는 S극을 띨 수 있다. 제2 서브 마그넷(SM2)에서, 타겟(TG)이 배치되는 백 플레이트(200)의 일면을 향하는 제3 방향(Z) 타측 단부는 S극을 띠며, 그 반대의 제3 방향(Z) 일측 단부는 N극을 띨 수 있다. 제3 서브 마그넷(SM3)에서, 타겟(TG)이 배치되는 백 플레이트(200)의 일면을 향하는 제3 방향(Z) 타측 단부는 N극을 띠며, 그 반대의 제3 방향(Z) 일측 단부는 S극을 띨 수 있다. 즉, 서로 이웃하는 서브 마그넷(SM1, SM2, SM3)은 제3 방향(Z)으로 서로 다른 극성을 띨 수 있다.
이러한 제1 내지 제3 서브 마그넷(SM1, SM2, SM3)의 배치로 인하여, 마그넷(300)은 타겟(TG)의 제3 방향(Z) 타측에 자기장을 형성할 수 있다. 예를 들어, 제1 내지 제3 마그넷(310, 320, 330) 간에 형성되는 자기장은 N극으로부터 S극으로 향하는 방향으로 형성될 수 있다. 이렇게 형성된 자기장은 플라즈마 발생 영역(BA)에 위치하는 전자들의 움직임을 조절하여, 플라즈마 발생을 촉진하는 역할을 할 수 있다.
제1 내지 제3 서브 마그넷(SM1, SM2, SM3) 각각의 사이 영역에서, 타겟(TG)의 전면 상에는 플라즈마가 발생할 수 있다. 타겟(TG)의 전면은 타겟(TG)에서 백 플레이트(200)가 배치되는 면의 반대면을 의미할 수 있다. 즉, 플라즈마가 발생하는 플라즈마 발생 영역(BA)은 제1 서브 마그넷(SM1)과 제2 서브 마그넷(SM2) 사이 및 제2 서브 마그넷(SM2)과 제3 서브 마그넷(SM3) 사이에 위치할 수 있다. 다시 말해, 플라즈마 발생 영역(BA)은 타겟(TG)에서 백 플레이트(200)가 배치된 방향의 반대 방향에 형성될 수 있다. 플라즈마 발생 영역(BA)에서는 플라즈마가 발생하여 아르곤(Ar)과 같은 비활성 기체를 이온화할 수 있다. 이온화된 아르곤(Ar) 입자는 타겟(TG)을 구성하는 물질을 이탈시켜 타겟 입자(TP)를 발생시킬 수 있다.
타겟 입자(TP)는 직진성을 갖는 입자 빔(TPF)을 형성하며 이동하여 대상 기판(SUB) 상에 증착될 수 있다. 입자 빔(TPF)은 타겟 입자(TP)가 이탈된 영역의 법선 방향으로 연장할 수 있다. 다시 말해, 입자 빔(TPF)은 타겟 입자(TP)가 이탈된 영역의 접평면과 수직하는 방향으로 연장할 수 있다.
입자 빔(TPF)은 제1 영역(AR1) 중 제1 마그넷(310)과 중첩하는 영역에서 발생하는 제1 입자 빔(TPF1), 제2 영역(AR2) 중 제2 마그넷(320)과 중첩하는 영역에서 발생하는 제2 입자 빔(TPF2) 및 제3 영역(AR3) 중 제3 마그넷(330)과 중첩하는 영역에서 발생하는 제3 입자 빔(TPF3)을 포함할 수 있다.
마그넷(300)은 백 플레이트(200) 상에서 왕복 운동할 수 있다. 이에 의하여, 마그넷(300)의 노출시간이 상대적으로 길어지는 타겟(TG)의 영역에서 발생하는 불균일한 침식을 방지할 수 있다.
타겟(TG)의 전면에는 타겟(TG)의 침식이 일어나는 침식점(a1, a2, a3)이 형성될 수 있다. 침식점(a1, a2, a3)은 타겟(TG)의 전면 상에서 마그넷(300)의 중심을 지나는 가상의 법선(IL1, IL2, IL3)이 지나는 지점을 의미할 수 있다. 법선(IL1, IL2, IL3)들은 타겟(TG)의 전면과 수직할 수 있다. 예를 들어, 타겟(TG)의 전면에는 제1 마그넷(310)의 중심을 지나는 제1 법선(IL1)이 지나는 지점인 제1 침식점(a1), 제2 마그넷(320)의 중심을 지나는 제2 법선(IL2)이 지나는 지점인 제2 침식점(a2), 및 제3 마그넷(330)의 중심을 지나는 제3 법선(IL3)이 지나는 지점인 제3 침식점(a3)이 형성될 수 있다.
제1 법선(IL1)은 제1 마그넷(310)의 중심을 지나며, 타겟(TG)의 제1 부분(210)과 중첩하는 영역에서 그은 법선일 수 있다. 제2 법선(IL2)은 제2 마그넷(320)의 중심을 지나며, 타겟(TG)의 제2 부분(220)과 중첩하는 영역에서 그은 법선일 수 있다. 제3 법선(IL3)은 제3 마그넷(330)의 중심을 지나며, 타겟(TG)의 제3 부분(230)과 중첩하는 영역에서 그은 법선일 수 있다.
제1 내지 제3 법선(IL1, IL2, IL3)은 한 지점에서 교차할 수 있다. 제1 법선(IL1)과 제2 법선(IL2)은 제1 각도(θ1)를 이루며 교차할 수 있다. 제1 법선(IL1)과 제3 법선(IL3)은 제2 각도(θ2)를 이루며 교차할 수 있다.
제1 내지 제3 법선(IL1, IL2, IL3)이 교차하는 지점은 증착 초점(F)일 수 있다. 도시되지 않았지만, 증착 초점(F)은 제2 방향(Y)으로 연장하는 형상을 가질 수 있다. 스퍼터링 공정에서 대상 기판(SUB)은 증착 초점(F)이 대상 기판(SUB)의 상면에 위치하도록 배치될 수 있다. 여기서, 증착 초점(F)이 대상 기판(SUB) 상에 위치한다는 것의 의미는, 도 5에 도시된 바와 같이 증착 초점(F)이 대상 기판(SUB)의 상면에 위치하는 것뿐만 아니라, 대상 기판(SUB)의 내부에 위치하는 것을 포함할 수 있다.
제1 내지 제3 침식점(a1, a2, a3)으로부터 이탈한 타겟 입자(TP)는 대상 기판(SUB) 상에 위치하는 증착 초점(F)에 증착될 수 있다.
일 실시예에서, 제1 마그넷(310)이 왕복 운동하더라도, 제1 침식점(a1)으로부터 증착 초점(F)까지의 거리(L1)는 일정하게 유지될 수 있다. 다만, 제2 및 제3 마그넷(320, 330)이 왕복 운동함에 따라, 제2 침식점(a2)으로부터 증착 초점(F)까지의 거리(L2)와 제3 침식점(a3)으로부터 증착 초점(F)까지의 거리(L3)는 변화할 수 있다.
백 플레이트(200)의 제1 부분(210)에 대하여 제2 부분(220)이 절곡된 각도인 제1 각도(θ1), 제2 침식점(a2)으로부터 증착 초점(F)까지의 거리(L2) 및 제1 침식점(a1)과 제2 침식점(a2)의 제1 방향(X)으로의 수평 거리(L4)는 하기의 수학식 1을 만족할 수 있다.
Figure pat00001
또한, 백 플레이트(200)의 제1 부분(210)에 대하여 제3 부분(230)이 절곡된 각도인 제2 각도(θ2), 제3 침식점(a3)으로부터 증착 초점(F)까지의 거리(L3) 및 제1 침식점(a1)과 제3 침식점(a3)의 제1 방향(X)으로의 수평 거리(L5)는 하기의 수학식 2를 만족할 수 있다.
Figure pat00002
일 실시예에 따른 스퍼터링 장치(1)에 의한 스퍼터링 공정은 대상 기판(SUB)을 이동하며 이루어질 수 있다. 따라서, 대상 기판(SUB) 상에서 증착 초점(F)이 이동하며 스퍼터링 공정이 이루어질 수 있다. 이를 통해, 대상 기판(SUB) 상에는 대체로 균일한 성막이 이루어질 수 있다. 대상 기판(SUB)의 이동은 기판 이송부(100)에 의해 이루어질 수 있다. 스퍼터링 공정이 이루어지는 동안 기판 이송부(100)에 의한 대상 기판(SUB)의 이동 범위는 백 플레이트(200)의 폭(W)보다 클 수 있다.
이하, 타겟 입자(TP)가 증착되는 대상 기판(SUB) 내 영역 및 입자 빔(TPF)에 대해 설명한다.
도 7은 일 실시예에 따른 도 5의 Q2 영역의 확대도이다. 도 8은 도 7의 실시예에 따른 증착량 프로파일을 나타낸 그래프이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 제1 내지 제3 입자 빔(TPF1, TPF2, TPF3)은 대상 기판(SUB) 상에 투영될 수 있다. 일 실시예에서, 제1 내지 제3 입자 빔(TPF1, TPF2, TPF3)에 포함되는 타겟 입자(TP)들은 대상 기판(SUB) 상의 동일한 증착 영역(DPA)에 증착될 수 있다. 구체적으로, 제1 입자 빔(TPF1)에 포함된 타겟 입자(TP)들, 제2 입자 빔(TPF2)에 포함된 타겟 입자(TP)들 및 제3 입자 빔(TPF3)에 포함된 타겟 입자(TP)들은 대상 기판(SUB) 상의 동일한 증착 영역(DPA)에 증착될 수 있다.
제1 입자 빔(TPF1)에 포함된 타겟 입자(TP)들은 대상 기판(SUB) 상의 증착 영역(DPA)에 증착되어 제1 증착 프로파일(TD1)을 나타낼 수 있다. 제2 입자 빔(TPF2)에 포함된 타겟 입자(TP)들은 대상 기판(SUB) 상의 증착 영역(DPA)에 증착되어 제2 증착 프로파일(TD2)을 나타낼 수 있다. 제3 입자 빔(TPF3)에 포함된 타겟 입자(TP)들은 대상 기판(SUB) 상의 증착 영역(DPA)에 증착되어 제3 증착 프로파일(TD3)을 나타낼 수 있다. 제1 내지 제3 증착 프로파일(TD1, TD2, TD3)은 실질적으로 동일한 위치에 동일한 형상을 가질 수 있다. 따라서, 제1 내지 제3 입자 빔(TPF1, TPF2, TPF3)에 의해 형성되는 전체 증착 프로파일(TDA)은 증착 영역(DPA)에 대하여 보다 높은 증착량을 나타낼 수 있다.
도 9는 다른 실시예에 따른 도 5의 Q2 영역의 확대도이다. 도 10은 도 9의 실시예에 따른 증착량 프로파일을 나타낸 그래프이다.
도 9 및 도 10을 참조하여 제1 내지 제3 입자 빔(TPF1_1, TPF2_1, TPF3_1)이 각각 대상 기판(SUB) 상에 투영되어 증착이 이루어지는 제1 내지 제3 증착 영역(DPA1, DPA2, DPA3)이 서로 부분적으로 중첩하는 실시예에 대해 설명한다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 제1 내지 제3 입자 빔(TPF1_1, TPF2_1, TPF3_1)은 대상 기판(SUB) 상에 투영될 수 있다. 본 실시예에서, 제1 내지 제3 입자 빔(TPF1_1, TPF2_1, TPF3_1)에 포함되는 타겟 입자(TP)들은 각각 대상 기판(SUB) 상의 서로 다른 제1 내지 제3 증착 영역(DPA1, DPA2, DPA3)에 증착될 수 있다. 구체적으로, 제1 입자 빔(TPF1_1)에 포함된 타겟 입자(TP)들은 제1 증착 영역(DPA1)에 증착되고, 제2 입자 빔(TPF2_1)에 포함된 타겟 입자(TP)들은 제2 증착 영역(DPA2)에 증착되고, 제3 입자 빔(TPF3_1)에 포함된 타겟 입자(TP)들은 제3 증착 영역(DPA3)에 증착될 수 있다.
제1 증착 영역(DPA1)의 중심인 증착 초점(Fa), 제2 증착 영역(DPA2)의 중심인 증착 초점(Fb) 및 제3 증착 영역(DPA3)의 중심인 증착 초점(Fc)은 서로 다른 곳에 위치할 수 있다. 예를 들어, 제1 증착 영역(DPA1)의 중심인 증착 초점(Fa)을 기준으로 제2 증착 영역(DPA2)의 중심인 증착 초점(Fb)은 제1 방향(X) 타측에 위치하고, 제3 증착 영역(DPA3)의 중심인 증착 초점(Fc)은 제1 방향(X) 일측에 위치할 수 있다.
제1 내지 제3 증착 영역(DPA1, DPA2, DPA3)은 서로 부분적으로 중첩할 수 있다. 구체적으로, 제1 증착 영역(DPA1)은 제2 증착 영역(DPA2) 및 제3 증착 영역(DPA3) 중 적어도 어느 하나와 부분적으로 중첩하고, 제2 증착 영역(DPA2)은 제1 증착 영역(DPA1) 및 제3 증착 영역(DPA3) 중 적어도 어느 하나와 부분적으로 중첩하고, 제3 증착 영역(DPA3)은 제1 증착 영역(DPA1) 및 제2 증착 영역(DPA2) 중 적어도 어느 하나와 부분적으로 중첩할 수 있다.
제1 입자 빔(TPF1_1)에 포함된 타겟 입자(TP)들은 대상 기판(SUB) 상의 제1 증착 영역(DPA1)에 증착되어 제1 증착 프로파일(TD1_1)을 나타낼 수 있다. 제2 입자 빔(TPF2_1)에 포함된 타겟 입자(TP)들은 대상 기판(SUB) 상의 제2 증착 영역(DPA2)에 증착되어 제2 증착 프로파일(TD2_1)을 나타낼 수 있다. 제3 입자 빔(TPF3_1)에 포함된 타겟 입자(TP)들은 대상 기판(SUB) 상의 제3 증착 영역(DPA3)에 증착되어 제3 증착 프로파일(TD3_1)을 나타낼 수 있다.
제1 내지 제3 입자 빔(TPF1_1, TPF2_1, TPF3_1)에 의해 형성되는 전체 증착 프로파일(TDA_1)은 제1 내지 제3 증착 영역(DPA1, DPA2, DPA3) 중 서로 중첩하는 영역에 대하여 보다 높은 증착량을 나타낼 수 있다.
도 11 내지 도 13은 마그넷의 이동에 따른 증착 초점의 이동을 나타낸 개략도이다.
도 11 내지 도 13을 참조하면, 제1 내지 제3 마그넷(310, 320, 330)은 각 영역(AR1, AR2, AR3)에서 일측에서 타측으로 왕복 운동할 수 있다. 구체적으로, 제1 마그넷(310)은 제1 영역(AR1)에서 제1 방향(X) 일측부터 타측까지 왕복 운동하고, 제2 마그넷(320)은 제2 영역(AR2)에서 제1 방향(X) 일측부터 타측까지 왕복 운동하고, 제3 마그넷(330)은 제3 영역(AR3)에서 제1 방향(X) 일측부터 타측까지 왕복 운동할 수 있다. 즉, 제1 마그넷(310)은 백 플레이트(200)의 제1 부분(210) 상에서 왕복 운동하며, 제2 마그넷(320)은 백 플레이트(200)의 제2 부분(220) 상에서 왕복 운동하고, 제3 마그넷(330)은 백 플레이트(200)의 제3 부분(230) 상에서 왕복 운동할 수 있다.
제1 내지 제3 마그넷(310, 320, 330)의 왕복 운동 시, 제1 법선(IL1) 및 제2 법선(IL2)이 이루는 사잇각은 제1 각도(θ1)로 유지되며, 제1 법선(IL1) 및 제3 법선(IL3)이 이루는 사잇각은 제2 각도(θ2)로 유지될 수 있다. 상술한 바와 같이, 제1 각도(θ1)는 백 플레이트(200)의 제2 부분(220)이 제1 부분(210)에 대하여 절곡된 각도를 의미하고, 제2 각도(θ2)는 제3 부분(230)이 제1 부분(210)에 대하여 절곡된 각도를 의미할 수 있다.
제1 내지 제3 마그넷(310, 320, 330)의 왕복 운동에 따라 대상 기판(SUB) 상에 형성되는 증착 초점(F)은 제1 방향(X)을 따라 이동할 수 있다. 도 11 및 도 12에는 증착 초점(F)의 이동에 대한 설명의 편의상 대상 기판(SUB)의 위치가 고정된 것을 도시하였으나, 대상 기판(SUB)은 기판 이송부(100)에 의해 이동할 수 있다.
또한, 마그넷(300)의 왕복 운동에 따라 타겟(TG)의 침식점(a1, a2, a3)이 이동하며, 이에 따라 대상 기판(SUB) 상의 증착 초점(F)이 이동할 수 있다. 예를 들어, 제2 마그넷(320)의 제2 침식점(a2)이 제1 지점(P1)에서 제2 지점(P2)으로 제1 거리(d1)만큼 이동할 수 있다. 제2 침식점(a2)이 제1 지점(P1)에 위치하는 경우 대상 기판(SUB) 상의 제1 증착 초점(F1)에 증착이 이루어지고, 제2 침식점(a2)이 제2 지점(P2)에 위치하는 경우 대상 기판(SUB) 상의 제2 증착 초점(F2)에 증착이 이루어질 수 있다. 제1 지점(P1)과 제2 지점(P2)은 제1 거리(d1)만큼 이격될 경우, 제1 증착 초점(F1)과 제2 증착 초점(F2)은 제2 거리(d2)만큼 이격될 수 있다.
제2 마그넷(320)이 위치하는 백 플레이트(200)의 제2 부분(220)이 대상 기판(SUB)의 상면에 평행한 평면에 대하여 제1 각도(θ1)만큼 절곡된 경우, 제1 거리(d1) 및 제2 거리(d2)는 하기의 수학식 3을 만족할 수 있다.
Figure pat00003
일 실시예에 따른 스퍼터링 장치(1)에 의하면, 증착 초점(F)을 형성하며 박막을 증착하여 높은 증착 밀도를 갖는 박막을 형성할 수 있다. 또한, 기판 이송부(100)를 통해 대상 기판(SUB)을 이동시키며 스퍼터링 공정을 진행하여 대상 기판(SUB)의 영역별로 균일한 성막을 구현할 수 있다.
또한, 제2 영역(AR2)과 제3 영역(AR3)은 하기의 수학식 4를 만족할 수 있다.
Figure pat00004
Figure pat00005
수학식 4에서, 제1 마그넷(310)의 이동 속도를 제1 속도(V1)로 정의하고, 제2 마그넷(320)의 이동 속도를 제2 속도(V2)로 정의하며, 제3 마그넷(330)의 이동 속도를 제3 속도(V3)로 정의하는 경우, 제2 속도(V2)와 제3 속도(V3)는 하기의 수학식 5를 만족할 수 있다.
Figure pat00006
Figure pat00007
이하, 스퍼터링 장치의 다른 실시예에 대해 설명한다. 후술하는 다른 실시예에 따른 스퍼터링 장치에 대한 설명은 일 실시예에 따른 스퍼터링 장치(1)와 중복되는 설명은 생략하고, 차이점 위주로 설명하기로 한다.
도 14는 다른 실시예에 따른 스퍼터링 장치를 나타낸 개략도이다.
도 14를 참조하면, 본 실시예에 따른 스퍼터링 장치(1_1)는 다른 형상의 백 플레이트(200_1)를 포함한다는 점에서 일 실시예에 따른 스퍼터링 장치(1)와 차이가 있다.
본 실시예에 따른 스퍼터링 장치(1_1)에 포함되는 백 플레이트(200_1)는 곡면 형상을 가질 수 있다. 백 플레이트(200_1)의 하면의 곡률 중심은 대상 기판(SUB) 상에 형성되는 증착 초점(F)일 수 있다. 즉, 백 플레이트(200_1)는 호 형상의 단면을 가질 수 있다. 백 플레이트(200_1)의 단면 형상의 호의 중심은 대상 기판(SUB) 상에 형성되는 증착 초점(F)일 수 있다. 백 플레이트(200_1)는 제2 방향(Y)으로 연장하는 축을 중심으로 하는 원기둥의 측벽 형상을 가질 수 있다. 백 플레이트(200_1)는 대상 기판(SUB)을 둘러싸며 배치될 수 있다.
백 플레이트(200_1)의 일면 상에는 타겟(TG)이 배치되고, 타면 상에는 마그넷(300)이 이동할 수 있다. 마그넷(300)이 이동하더라도 마그넷(300)의 중심을 지나는 제1 법선(IL1)은 백 플레이트(200_1)의 호 형상의 중심을 지날 수 있다.
본 실시예에 따른 스퍼터링 장치(1_1)는 대상 기판(SUB)이 정지해 있는 경우, 마그넷(300)이 이동하더라도 동일한 증착 초점(F)을 향하여 타겟 입자 빔(TPF)이 투영될 수 있다. 따라서, 대상 기판(SUB)이 정지해 있는 경우, 대상 기판(SUB) 상의 일정한 증착 영역(DPA)에 타겟 입자 빔(TPF)이 투영되어 성막이 이루어질 수 있다. 따라서, 본 실시예에 따른 스퍼터링 장치(1_1)를 이용한 스퍼터링 공정에서는 기판 이송부(100)에 의한 대상 기판(SUB)의 이동이 이루어질 수 있다.
본 실시예에 따른 스퍼터링 장치(1_1)에 의하면, 증착 초점(F)을 형성하며 박막을 증착하여 높은 증착 밀도를 갖는 박막을 형성할 수 있다. 또한, 기판 이송부(100)를 통해 대상 기판(SUB)을 이동시키며 스퍼터링 공정을 진행하여 대상 기판(SUB)의 영역별로 균일한 성막을 구현할 수 있다.
뿐만 아니라, 본 실시예에 따른 스퍼터링 장치(1_1)는 곡면 형상의 백 플레이트(200_1)를 포함하여 일정한 증착 초점(F)을 향해 타겟 입자 빔(TPF)이 투영될 수 있다. 따라서, 대상 기판(SUB)의 이송을 통해 보다 정밀한 박막 두께 조절이 가능할 수 있다.
도 15는 또 다른 실시예에 따른 스퍼터링 장치를 나타낸 개략도이다.
도 15를 참조하면, 본 실시예에 따른 스퍼터링 장치(1_2)는 도 14를 참조하여 상술한 실시예에 따른 스퍼터링 장치(1_1)에서 마그넷(300)이 복수의 제1 및 제2 마그넷(310, 320)을 포함한다는 점에서 차이가 있다.
본 실시예에서, 스퍼터링 장치(1_2)에 포함되는 백 플레이트(200_2)는 곡면 형상을 가질 수 있다. 백 플레이트(200_2)의 하면의 곡률 중심은 대상 기판(SUB) 상에 형성되는 증착 초점(F)일 수 있다. 즉, 백 플레이트(200_2)는 호 형상의 단면을 가질 수 있다. 백 플레이트(200_2)의 단면 형상의 호의 곡률 중심은 대상 기판(SUB) 상에 형성되는 증착 초점(F)일 수 있다. 백 플레이트(200_2)는 제2 방향(Y)으로 연장하는 축을 중심으로 하는 원기둥의 측벽 형상을 가질 수 있다. 백 플레이트(200_2)는 대상 기판(SUB)을 둘러싸며 배치될 수 있다. 본 실시예에 따른 스퍼터링 장치(1_2)에 포함되는 백 플레이트(200_2)는 도 14를 참조하여 상술한 실시예에 따른 스퍼터링 장치(1_1)에 포함된 백 플레이트(200_1)와 실질적으로 동일할 수 있다.
본 실시예에서, 백 플레이트(200_2)는 복수의 영역(AR1_2, AR2_2)으로 구분될 수 있다. 예를 들어, 백 플레이트(200_2)는 제2 방향(Y)으로 연장하는 기준선을 기준으로 이등분되는 제1 영역(AR1_2) 및 제2 영역(AR2_2)으로 구분될 수 있다.
본 실시예에서, 마그넷(300)은 복수개일 수 있다. 예를 들어, 마그넷(300)은 제1 영역(AR1_2)에서 움직이는 제1 마그넷(310) 및 제2 영역(AR2_2)에서 움직이는 제2 마그넷(320)을 포함할 수 있으나, 마그넷(300)의 개수는 이에 제한되는 것은 아니다. 타겟(TG)에서 제1 마그넷(310)과 중첩하는 영역으로부터 형성되는 타겟 입자 빔(TPF1_2)은 증착 초점(F)을 향해 진행하여 대상 기판(SUB)의 증착 영역(DPA)에 증착될 수 있다. 또한, 타겟(Tg)에서 제2 마그넷(320)과 중첩하는 영역으로부터 형성되는 타겟 입자 빔(TPF2_2)은 증착 초점(F)을 향해 진행하여 대상 기판(SUB)의 증착 영역(DPA)에 증착될 수 있다.
본 실시예에 따른 스퍼터링 장치(1_2)를 이용한 스퍼터링 공정에서, 제1 마그넷(310)과 제2 마그넷(320)은 백 플레이트(200_2) 상에서 이동할 수 있다. 이 때, 제1 마그넷(310)과 제2 마그넷(320) 간의 이격 거리는 일정하게 유지될 수 있다. 즉, 제1 마그넷(310)과 제2 마그넷(320)의 이동 속도는 동일할 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않고 제1 마그넷(310)과 제2 마그넷(320)의 이동 속도는 다를 수 있다. 따라서, 제1 마그넷(310)과 제2 마그넷(320) 간의 간격은 변화할 수도 있다.
본 실시예에 따른 스퍼터링 장치(1_2)에 의하면, 증착 초점(F)을 형성하며 박막을 증착하여 높은 증착 밀도를 갖는 박막을 형성할 수 있다. 또한, 기판 이송부(100)를 통해 대상 기판(SUB)을 이동시키며 스퍼터링 공정을 진행하여 대상 기판(SUB)의 영역별로 균일한 성막을 구현할 수 있다.
뿐만 아니라, 본 실시예에 따른 스퍼터링 장치(1_2)는 곡면 형상의 백 플레이트(200_2)를 포함하여 일정한 증착 초점(F)을 향해 타겟 입자 빔(TPF1_2, TPF2_2)이 투영될 수 있다. 따라서, 대상 기판(SUB)의 이송을 통해 보다 정밀한 박막 두께 조절이 가능할 수 있다. 또한, 본 실시예에 따른 스퍼터링 장치(1_2)는 복수의 마그넷(300)을 포함하여 보다 높은 밀도의 성막을 효율적으로 형성할 수 있다.
도 16은 또 다른 실시예에 따른 스퍼터링 장치를 나타낸 개략도이다.
도 16을 참조하면, 본 실시예에 따른 스퍼터링 장치(1_3)는 다른 형상의 백 플레이트(200_3)와 타겟(TG_3)을 갖는다는 점에서 일 실시예에 따른 스퍼터링 장치(1)와 차이가 있다.
본 실시예에서, 백 플레이트(200_3)는 기판 이송부(100) 및 대상 기판(SUB)과 평행할 수 있다. 또한, 타겟(TG_3)은 백 플레이트(200_3)에서 기판 이송부(100) 및 대상 기판(SUB)을 향하는 하면 상에 배치될 수 있다. 타겟(TG_3)에서 기판 이송부(100) 및 대상 기판(SUB)을 향하는 하면(BS)은 곡면 형상을 가질 수 있다. 타겟(TG_3)의 하면(BS)의 형상은 제2 방향(Y)을 향해 연장하는 증착 초점(F)을 중심으로하는 호 형상일 수 있다.
본 실시예에서, 마그넷(300)은 백 플레이트(200_3)에서 기판 이송부(100) 및 대상 기판(SUB)을 향하는 하면의 반대면인 상면 상에 배치될 수 있다. 마그넷(300)은 백 플레이트(200_3)의 상면 상에서 왕복 운동할 수 있다. 본 실시예에서, 타겟 입자 빔(TPF_3)은 타겟(TG_3)의 하면(BS)에서 마그넷(300)과 중첩하는 영역에서부터 대상 기판(SUB)의 증착 초점(F)을 향해 형성될 수 있다. 이를 통해, 타겟(TG_3)을 이루는 물질은 대상 기판(SUB) 상에 증착될 수 있다.
본 실시예에서, 마그넷(300)의 중심을 지나는 법선(IL1_3)은 마그넷(300)과 중첩하는 타겟(TG_3)의 하면(BS)의 법선 방향으로 연장할 수 있다. 따라서, 본 실시예에 따른 스퍼터링 장치(1_3)를 이용한 스퍼터링 공정에서 마그넷(300)이 이동하더라도 타겟 입자 빔(TPF_3)은 하나의 증착 초점(F)으로 집중될 수 있다.
본 실시예에 따른 스퍼터링 장치(1_3)에 의하면, 증착 초점(F)을 형성하며 박막을 증착하여 높은 증착 밀도를 갖는 박막을 형성할 수 있다. 또한, 기판 이송부(100)를 통해 대상 기판(SUB)을 이동시키며 스퍼터링 공정을 진행하여 대상 기판(SUB)의 영역별로 균일한 성막을 구현할 수 있다.
뿐만 아니라, 본 실시예에 따른 스퍼터링 장치(1_3)는 백 플레이트(200_3) 상에 배치되는 타겟(TG_3)의 형상을 조절하여 높은 증착 밀도를 갖는 박막을 형성할 수 있다.
도 17은 또 다른 실시예에 따른 스퍼터링 장치를 나타낸 개략도이다. 도 18은 도 17의 R영역의 확대도이다.
도 17 및 도 18을 참조하면, 본 실시예에 따른 스퍼터링 장치(1_4)는 분리된 복수의 타겟(TG1, TG2, TG3)을 포함한다는 점에서 일 실시예에 따른 스퍼터링 장치(1)와 차이가 있다.
본 실시예에서, 타겟(TG1, TG2, TG3)은 백 플레이트(200)의 제1 부분(210) 상에 배치되는 제1 타겟(TG1), 제2 부분(220) 상에 배치되는 제2 타겟(TG2) 및 제3 부분(230) 상에 배치되는 제3 타겟(TG3)을 포함할 수 있다.
제1 내지 제3 타겟(TG1, TG2, TG3)은 일체화되지 않고 서로 구분될 수 있다. 제1 타겟(TG1)과 제2 타겟(TG2) 사이에는 계면이 형성되고, 제1 타겟(TG1)과 제3 타겟(TG3) 사이에도 계면이 형성될 수 있다.
제1 내지 제3 타겟(TG1, TG2, TG3) 각각이 만나는 계면에서 백 플레이트(200)가 만나는 영역에는 예각이 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 18에 도시된 바와 같이 제1 타겟(TG1)이 제2 타겟(TG2)과 만나는 면과 제1 타겟(TG1)이 백 플레이트(200)의 제1 부분(210)과 만나는 면이 이루는 각(θa)은 90°보다 작을 수 있다. 또한, 제2 타겟(TG2)이 제1 타겟(TG1)과 만나는 면과 제2 타겟(TG2)이 백 플레이트(200)의 제2 부분(220)과 만나는 면이 이루는 각(θb)은 90°보다 작을 수 있다. 도 18에는 제1 타겟(TG1)과 제2 타겟(TG2)이 만나는 영역에 대해서만 도시하였으나, 제1 타겟(TG1)과 제3 타겟(TG3)이 만나는 영역에도 동일한 설명이 적용될 수 있다.
제1 내지 제3 타겟(TG1, TG2, TG3) 중 적어도 어느 둘은 동일한 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 내지 제3 타겟(TG1, TG2, TG3) 모두 동일한 물질을 포함하거나, 제1 내지 제3 타겟(TG1, TG2, TG3) 중 어느 둘은 동일한 물질을 포함하고 나머지 하나는 다른 물질을 포함할 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않고 제1 내지 제3 타겟(TG1, TG2, TG3) 모두 각각 서로 다른 물질을 포함할 수도 있다.
본 실시예에 따른 스퍼터링 장치(1_4)에 의하면, 증착 초점(F)을 형성하며 박막을 증착하여 높은 증착 밀도를 갖는 박막을 형성할 수 있다. 또한, 기판 이송부(100)를 통해 대상 기판(SUB)을 이동시키며 스퍼터링 공정을 진행하여 대상 기판(SUB)의 영역별로 균일한 성막을 구현할 수 있다.
뿐만 아니라, 본 실시예에 따른 스퍼터링 장치(1_4)는 서로 구분된 타겟(TG1, TG2, TG3)을 포함하여 하나의 공정으로 대상 기판(SUB) 상에 서로 다른 물질을 혼합하여 증착할 수 있다.
도 19는 또 다른 실시예에 따른 스퍼터링 장치를 나타낸 개략도이다.
도 19를 참조하면, 본 실시예에 따른 스퍼터링 장치(1_5)는 서로 분리되어 이격된 백 플레이트(200_5)를 포함한다는 점에서 일 실시예에 따른 스퍼터링 장치(1)와 차이가 있다.
본 실시예에서, 백 플레이트(200_5)는 서로 분리된 제1 내지 제3 부분(210_5, 220_5, 230_5)을 포함할 수 있다. 제1 부분(210_5)은 기판 이송부(100) 및 대상 기판(SUB)과 평행할 수 있다. 제2 및 제3 부분(220_5, 230_5)은 제1 부분(210_5)에 대하여 기울어져 배치될 수 있다. 제2 부분(220_5)은 제1 부분(210_5)의 제1 방향(X) 타측에 위치하고, 제3 부분(230_5)은 제1 부분(210_5)의 제1 방향(X) 일측에 위치할 수 있다.
제1 내지 제3 부분(210_5, 220_5, 230_5)은 서로 분리되어 이격될 수 있다. 다시 말해, 제1 부분(210_5)과 제2 부분(220_5)은 서로 이격되어 배치되고, 제1 부분(210_5)과 제3 부분(230_5) 또한 서로 이격되어 배치될 수 있다.
백 플레이트(200_5) 상에는 타겟(TG1, TG2, TG3)이 배치될 수 있다. 구체적으로, 백 플레이트(200_5)의 제1 부분(210_5) 상에는 제1 타겟(TG1)이 배치되고, 제2 부분(220_5) 상에는 제2 타겟(TG2)이 배치되고, 제3 부분(230_5) 상에는 제3 타겟(TG3)이 배치될 수 있다.
제1 내지 제3 타겟(TG1, TG2, TG3) 중 적어도 어느 둘은 동일한 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 내지 제3 타겟(TG1, TG2, TG3) 모두 동일한 물질을 포함하거나, 제1 내지 제3 타겟(TG1, TG2, TG3) 중 어느 둘은 동일한 물질을 포함하고 나머지 하나는 다른 물질을 포함할 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않고 제1 내지 제3 타겟(TG1, TG2, TG3) 모두 각각 서로 다른 물질을 포함할 수도 있다.
본 실시예에 따른 스퍼터링 장치(1_5)에 의하면, 증착 초점(F)을 형성하며 박막을 증착하여 높은 증착 밀도를 갖는 박막을 형성할 수 있다. 또한, 기판 이송부(100)를 통해 대상 기판(SUB)을 이동시키며 스퍼터링 공정을 진행하여 대상 기판(SUB)의 영역별로 균일한 성막을 구현할 수 있다.
뿐만 아니라, 본 실시예에 따른 스퍼터링 장치(1_5)는 서로 분리되어 이격된 백 플레이트(200_5)를 포함하며, 각각의 제1 내지 제3 부분(210_5, 220_5, 230_5)에 배치되는 타겟(TG1, TG2, TG3)을 포함할 수 있다. 이를 통해, 하나의 공정으로 대상 기판(SUB) 상에 서로 다른 물질을 혼합하여 증착할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
1: 스퍼터링 장치
100: 기판 이송부
200: 백 플레이트
300: 마그넷
400: 챔버
500: 진공 펌프
600: 가스 공급부
700: 전원 공급부

Claims (20)

  1. 기판을 이동시키는 기판 이송부;
    상기 기판 이송부 상부에 배치되며 타겟을 지지하는 백 플레이트; 및
    상기 백 플레이트에서 상기 기판 이송부를 향하는 면의 반대면 상에 배치되는 마그넷을 포함하되,
    상기 백 플레이트는 제1 부분 및 상기 제1 부분으로부터 제1 각도만큼 절곡되어 연장되는 제2 부분을 포함하며,
    상기 제1 부분에서 상기 기판 이송부를 향하는 면에서 그은 제1 법선과 상기 제2 부분에서 상기 기판 이송부를 향하는 면에 그은 제2 법선은 상기 제1 각도를 이루며 교차하는 스퍼터링 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 마그넷은 상기 제1 부분 상에 배치되는 제1 마그넷 및 상기 제2 부분 상에 배치되는 제2 마그넷을 포함하되,
    상기 제1 법선은 상기 제1 마그넷의 중심을 지나며, 상기 제2 법선은 상기 제2 마그넷의 중심을 지나는 스퍼터링 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 법선 및 상기 제2 법선은 상기 기판 상에서 교차하는 스퍼터링 장치.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 마그넷은 상기 제1 부분 상에서 왕복 운동하며, 상기 제2 마그넷은 상기 제2 부분 상에서 왕복 운동하는 스퍼터링 장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 제1 마그넷 및 상기 제2 마그넷 간의 이격 거리는 유지되는 스퍼터링 장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 백 플레이트는 상기 제1 부분으로부터 제2 각도만큼 절곡되어 상기 제2 부분이 연장되는 방향의 반대 방향으로 연장되는 제3 부분을 더 포함하되,
    상기 제3 부분에서 상기 기판 이송부를 향하는 면에서 그은 제3 법선은 상기 제1 법선과 상기 제2 각도를 이루며 교차하는 스퍼터링 장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 제1 법선, 상기 제2 법선 및 상기 제3 법선은 동일 지점에서 교차하여 증착 초점을 형성하는 스퍼터링 장치.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 증착 초점은 상기 기판 상에 형성되는 스퍼터링 장치.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 기판 이송부는 일 방향으로 연장하는 프레임 및 상기 프레임을 따라 이동하는 지지부를 포함하되,
    상기 지지부는 상기 기판의 측면을 지지하는 스퍼터링 장치.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 타겟은 상기 기판 이송부를 향하는 곡면 형상의 하면을 포함하되,
    상기 타겟의 상기 하면의 곡률 중심은 상기 기판 상에 형성되는 스퍼터링 장치.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 백 플레이트는 상기 기판 이송부를 향하는 곡면 형상의 하면을 포함하되,
    상기 백 플레이트의 상기 하면의 곡률 중심은 상기 기판 상에 형성되는 스퍼터링 장치.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 백 플레이트는 제1 부분 및 상기 제1 부분과 이웃하는 제2 부분을 포함하되,
    상기 마그넷은 상기 제1 부분 상에 배치되는 제1 마그넷 및 상기 제2 부분 상에 배치되는 제2 마그넷을 포함하는 스퍼터링 장치.
  13. 제1 항에 있어서,
    상기 타겟은 상기 제1 부분 상에 배치되는 제1 타겟 및 상기 제2 부분 상에 배치되며 상기 제1 타겟과 분리된 제2 타겟을 포함하는 스퍼터링 장치.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 제1 타겟 및 상기 제2 타겟은 서로 다른 물질을 포함하는 스퍼터링 장치.
  15. 기판을 이동시키는 기판 이송부;
    상기 기판 이송부 상부에 배치되며 타겟을 지지하는 백 플레이트; 및
    상기 백 플레이트에서 상기 기판 이송부를 향하는 면의 반대면 상에 배치되는 마그넷을 포함하되,
    상기 백 플레이트는 상기 기판과 평행하도록 배치되는 제1 부분, 상기 제1 부분의 일측 단부로부터 제1 각도만큼 절곡되어 연장되는 제2 부분 및 상기 제1 부분의 타측 단부로부터 제2 각도만큼 절곡되어 연장되는 제3 부분을 포함하며,
    상기 마그넷은 상기 제1 부분 상에 배치되는 제1 마그넷, 상기 제2 부분 상에 배치되는 제2 마그넷 및 상기 제3 부분 상에 배치되는 제3 마그넷을 포함하되,
    상기 제1 마그넷을 지나는 상기 제1 부분의 제1 법선, 상기 제2 마그넷을 지나는 상기 제2 부분의 제2 법선 및 상기 제3 마그넷을 지나는 상기 제3 부분의 제3 법선은 동일 지점에서 교차하는 스퍼터링 장치.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 제1 법선과 상기 제2 법선은 상기 제1 각도를 이루며,
    상기 제1 법선과 상기 제3 법선은 상기 제2 각도를 이루는 스퍼터링 장치.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 제1 마그넷은 상기 제1 부분 상에서 왕복 운동하고,
    상기 제2 마그넷은 상기 제2 부분 상에서 왕복 운동하고,
    상기 제3 마그넷은 상기 제3 부분 상에서 왕복 운동하는 스퍼터링 장치.
  18. 제15 항에 있어서,
    상기 제1 법선, 상기 제2 법선 및 상기 제3 법선은 상기 기판 상에서 교차하는 스퍼터링 장치.
  19. 제15 항에 있어서,
    상기 타겟은 상기 제1 부분 상에 배치되는 제1 타겟, 상기 제2 부분 상에 배치되며 상기 제1 타겟과 분리된 제2 타겟 및 상기 제3 부분 상에 배치되며 상기 제1 타겟과 분리된 제3 타겟을 포함하는 스퍼터링 장치.
  20. 제19 항에 있어서,
    상기 제1 타겟, 상기 제2 타겟 및 상기 제3 타겟은 서로 다른 물질을 포함하는 스퍼터링 장치.
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