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KR101838852B1 - 스퍼터링 장치 - Google Patents

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KR101838852B1
KR101838852B1 KR1020170081933A KR20170081933A KR101838852B1 KR 101838852 B1 KR101838852 B1 KR 101838852B1 KR 1020170081933 A KR1020170081933 A KR 1020170081933A KR 20170081933 A KR20170081933 A KR 20170081933A KR 101838852 B1 KR101838852 B1 KR 101838852B1
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KR
South Korea
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magnet
target
pole
unit
substrate
Prior art date
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KR1020170081933A
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Inventor
이종근
Original Assignee
이종근
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Publication date
Application filed by 이종근 filed Critical 이종근
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Abstract

스퍼터링 장치가 개시된다. 개시된 스퍼터링 장치는 진공이 형성된 챔버; 상기 챔버 내부로 가스를 공급하는 가스공급부; 상기 챔버 일측에 결합되어 박막을 증착할 대상인 기판을 지지하는 기판지지부; 상기 기판에 대향하여 배치되는 타겟을 고정하는 타겟고정부; 플라즈마를 형성하기 위해 상기 타겟에 바이어스 전압을 공급하는 전원공급부 ; 및 상기 타겟에 소정 간격 이격되어 배치되며, 상기 타겟에 자기장을 인가하는 자석유닛;을 포함하며, 상기 자석유닛은, 길이 방향을 따라 상부에는 N극 또는 S극이 형성되고, 하부에는 상기 상부와 반대 극이 형성된 제1 자석; 상기 제1 자석과 소정 거리 이격되어 평행하게 배치되며, 상부에는 상기 제1 자석의 상부와 반대의 극이 형성되고, 하부에는 상기 제1 자석의 하부와 반대의 극이 형성된 제2 자석; 상기 제1 자석 및 제2 자석을 회전시키는 자석 회전부;를 포함하며, 상기 타겟에 전압이 인가될 때 주입된 가스의 플라즈마가 상기 제1 자석 및 제2 자석에 의해 형성된 자기장에 의해 상기 타겟의 표면 상에서 상기 제1 자석과 제2 자석 사이에 제1 자석 및 제2 자석과 평행하게 스퍼터링(sputtering)이 발생되며, 상기 제1 자석과 제2 자석은 상기 자석 회전부에 의해 회전되어, 상기 스퍼터링(sputtering)이 상기 타겟의 전 면적에 걸쳐 균일하게 발생하는 것을 특징으로 한다.

Description

스퍼터링 장치{Sputtering equipment}
본 발명은 스퍼터링 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 길이 방향을 따라 상부와 하부에 서로 상이한 극성이 형성된 자석을 서로 소정 거리 이격시켜 한 쌍을 배치한 상태에서 회전시켜 타겟의 소모가 전 표면에 걸쳐 균일하게 이뤄지도록 하는 한편, 상기 자석의 두께를 길이 방향으로 중앙부가 가장자리 보다 얇게 형성되도록 하여 기판에 증착되는 박막의 두께가 균일하게 형성되도록 하는 스퍼터링 장치에 관한 것이다.
반도체 소자의 제조 공정 중에서 박막을 증착하는 물리적 기상 증착법(PVD, Physical Vapor Deposition)은 생성하고자 하는 박막과 동일한 재료(Al, Ti, TiW, W, Ti, TiN, Co, Ni 등)의 입자를 진공 중에서 여러 물리적인 방법에 의하여 반도체 기판 위에 증착시키는 공정 방법으로, 주로 금속막, 합금막의 형성방법으로 사용되고 있다.
이러한 물리적 기상 증착법은 크게 스퍼터링법(sputtering)과 증발법 (evaporation)으로 나눌 수 있다. 여기서, 증발법은 고체 또는 액체를 가열하여 분자 또는 원자로 분해한 다음 기판 표면상에 응축시키는 방법으로서 장치 구성이 간단하고 많은 물질을 쉽게 적용할 수 있어서 지금까지 많이 사용되고 있다.
스퍼터링법은 고 에너지를 지니는 입자를 증착대상 물질로 이루어진 타겟에 충돌시켜 방출되는 물질을 기판에 증착시키는 방법이다. 이러한 스퍼터링법은 넓은 면적에 박막을 형성할 수 있고, 합금 박막을 형성시키는 경우 그 조성비의 조절이 다른 증착법에 비해 용이하다. 따라서 반도체 소자(DRAM, SRAM, NVM,LOGIC 등)나 다른 전자 소자의 제조 과정에서 많이 사용되고 있다.
스퍼터링법에는 이극 스퍼터링법과 마그네트론 스퍼터링법이 많이 사용되고 있다. RF(Radio Frequency) 또는 DC(Direct Current) 방식의 이극 스퍼터링법은 구조가 간단한 반면, 막 형성속도가 느리고 기판에 고에너지입자 충돌에 의한 온도상승, 막손상이나 조성분리가 일어나는 단점이 있다.
이러한 단점을 해결하고자 개발된 스퍼터링법이 마그네트론 스퍼터링법이다. 마그네트론 스퍼터링법은 타겟 표면에 평행한 자계를 인가하여 타겟 근방에 전자를 가두어 고밀도 플라즈마를 생성시키는 방법이다.
마그네트론 스퍼터링법은 고속으로 막증착을 할 수 있으며, 이차 전자를 제어하여 기판의 온도 상승을 억제할 수 있다. 또한, 마그네트론 스퍼터링법은 자기장을 사용할 수 있어 반응기 내부의 공정조건을 저압력, 고밀도 플라즈마 환경으로 조성하여 스퍼터링 입자들의 직진성을 높일 수 있다. 결과적으로 단차가 있는 부분도 효과적으로 스퍼터링 입자들을 증착시킬 수 있어 스텝 커버리지(Step Coverage)가 향상된다.
종래의 일반적인 마그네트론 스퍼터링 장치는 진공인 챔버 내부에 기판을 안착시키는 기판 지지부가 위치하고 있으며, 기판 지지부에 대향하여 타겟이 위치한다. 마그네트론 스퍼터링 장치에서는 타겟 후방에 위치한 회전판 상에 자석을 복수로 배치하여 일정한 방향의 자기력선을 형성시킨다. 또한, 공정시 타겟이 마련된 전극에 전압을 인가할 수 있도록, 챔버 외부에는 전원 공급부가 구비되어 있다.
챔버 내부에 일정한 진공도가 유지되면 아르곤과 같은 진공 가스가 챔버 내부에 인입되고, 전극에 가해진 음전압에 의해 방전이 일어난다. 그리하여, 전기 방전에 의해 이온화된 가스 분자, 중성분자 및 전자로 이루어진 플라즈마가 형성되고, 가스 분자가 음전압에 의해 가속되어 타겟에 충돌된다. 충돌에 의해 타겟 표면의 원자가 운동에너지를 얻어 타겟으로부터 방출되며, 이러한 원자들이 기판 상에 박막의 형태로 증착된다. 이때, 증착되는 박막의 두께는 가해주는 전압, 진공도, 증착 시간 등에 의해 결정되게 된다.
그러나 종래의 마그네트론 스퍼터링 장치는 타겟 표면 상에서 스퍼터링이 국부적으로 일어나 타겟의 전체 면적을 사용할 수 없어 타겟 사용율이 떨어지는 문제가 있었다.
한편 종래의 마그네트론 스퍼터링 장치는 스퍼터링에 의해 증착되는 기판 상의 박막 두께가 불균일하여 디바이스 성능의 변동을 초래하게 되고, 이는 제품의 신뢰도를 떨어뜨리는 요인으로 작용하고 있다.
따라서 타겟의 사용율을 높이고 기판 상에 균일한 박막의 형성이 가능한 스퍼터링 장치의 개발이 절실히 요청된다.
한국공개특허공보 2011-0065353호
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하고자 제안된 것으로서, 스퍼터링이 타겟 전 표면에 걸쳐 균일하게 일어나도록 하여 타겟 사용율을 높이는 스퍼터링 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 기판 상에 균일한 두께의 박막 형성이 가능한 스퍼터링 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 직육면체 형상의 복수의 자석을 연이어 접착하여 가변 두께를 가진 자석에 대한 생산 효율을 높이는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 진공이 형성된 챔버; 상기 챔버 내부로 가스를 공급하는 가스공급부; 상기 챔버 일측에 결합되어 박막을 증착할 대상인 기판을 지지하는 기판지지부; 상기 기판에 대향하여 배치되는 타겟을 고정하는 타겟고정부; 플라즈마를 형성하기 위해 상기 타겟에 바이어스 전압을 공급하는 전원공급부 ; 및 상기 타겟에 소정 간격 이격되어 배치되며, 상기 타겟에 자기장을 인가하는 자석유닛;을 포함하며, 상기 자석유닛은, 길이 방향으로 직선 형상으로 형성되며, 길이 방향을 따라 상부에는 N극 또는 S극이 형성되고, 하부에는 상기 상부와 반대 극이 형성된 제1 자석; 길이 방향으로 직선 형상으로 형성되되 상기 제1 자석과 소정 거리 이격되어 평행하게 배치되며, 상부에는 상기 제1 자석의 상부와 반대의 극이 형성되고, 하부에는 상기 제1 자석의 하부와 반대의 극이 형성된 제2 자석; 상기 제1 자석 및 제2 자석을 회전시키는 자석 회전부;를 포함하며, 상기 제1 자석 및 제2 자석의 길이 방향에 수직한 방향의 단면을 이루는 제1 자석 및 제2 자석의 폭과 높이는 제1 자석 및 제2 자석의 길이 보자 짧으며, 상기 타겟고정부는 상기 자석유닛에 베어링으로 지지되어 결합되며,
상기 타겟에 전압이 인가될 때 주입된 가스의 플라즈마가 상기 제1 자석 및 제2 자석에 의해 형성된 자기장에 의해 상기 타겟의 표면 상에서 상기 제1 자석과 제2 자석 사이에 제1 자석 및 제2 자석과 평행하게 스퍼터링(sputtering)이 발생되며, 상기 제1 자석과 제2 자석은 상기 자석 회전부에 의해 회전되어, 상기 스퍼터링(sputtering)이 상기 타겟의 전 면적에 걸쳐 균일하게 발생하는 것을 특징으로 하는, 스퍼터링 장치를 제공한다.
또한 본 발명의 자석유닛은, 상기 자석 회전부에 결합되며, 상기 제1 자석 및 제 2 자석이 각각 삽입되는 두 개의 삽입홈이 형성된 자석 지지블럭;을 더 포함한다.
또한 본 발명의 상기 자석 회전부는, 상기 자석을 회전시키는 회전력을 제공하는 모터; 상기 모터의 회전축을 요크 회전축에 결합하는 커플링; 상기 커플링에 결합되어 상기 모터의 회전력을 요크에 전달하는 요크 회전축; 및 상기 제1 자석 및 제2 자석을 지지하며 회전시키는 요크;를 포함한다.
또한 본 발명의 상기 제1 자석 및 제2 자석의 두께는 길이방향으로 중앙부가 가장자리에 비해 얇은 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 상기 제1 자석 및 제2 자석은 길이방향으로 중앙을 기준으로 하여 두께가 대칭적으로 변화되는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 상기 제1 자석 및 제2 자석이 각각 일체로 형성된 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은 상기 제1 자석 및 제2 자석 각각은 복수의 자석을 쌓고 서로 접착하여 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 스퍼터링 장치는 스퍼터링이 타겟 전 표면에 걸쳐 균일하게 일어나도록 하여 타겟 사용율을 높이는 효과가 있다.
또한 본 발명에 따른 스퍼터링 장치는 기판 상에 박막을 균일한 두께로 형성하는 효과가 있다.
또한 본 발명은 가변 두께를 가진 자석에 대한 생산 효율을 높이는 효과가 있다.
상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.
도 1은 본 발명에 따른 스퍼터링 장치의 개념도이다.
도 2는 본 발명에 따른 캐소드의 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 자석과 자석 지지블럭의 분해도이다.
도 4는 본 발명에 따른 타겟에 스퍼터링이 발생하는 원리를 설명하는 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 자석의 단면도이다.
도 6은 기판에 타겟 물질이 증착하는 원리를 설명하는 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 자석의 변형 실시예이다.
이하, 본 문서의 다양한 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 그러나 이는 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 문서의 실시예의 다양한 변경(modifications), 균등물(equivalents), 및/또는 대체물(alternatives)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
또한, 본 문서에서 사용된 "제1," "제2," 등의 표현들은 다양한 구성요소들을, 순서 및/또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 예를 들면, '제1 부분'과 '제2 부분'은 순서 또는 중요도와 무관하게, 서로 다른 부분을 나타낼 수 있다. 예를 들면, 본 문서에 기재된 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 바꾸어 명명될 수 있다.
또한, 본 문서에서 사용된 용어들은 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 용어들은 본 문서에 기재된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 본 문서에 사용된 용어들 중 일반적인 사전에 정의된 용어들은, 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미로 해석될 수 있으며, 본 문서에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 문서에서 정의된 용어일지라도 본 문서의 실시예들을 배제하도록 해석될 수 없다.
도 1은 본 발명에 따른 스퍼터링 장치의 개념도이다.
도 1을 참조하여 설명한다.
본 발명에 다른 스퍼터링 장치는 챔버(100), 가스공급부(200), 기판지지부(300), 타겟고정부(400), 전원공급부(500), 자석유닛(600)을 포함한다.
챔버(100)는 스퍼터링과 박막 증착이 일어나는 공간으로서 진공이 유지된다.
가스공급부(200)는 챔버(100) 내부로 가스를 공급한다. 챔버(100) 내부로 유입되는 가스는 화학적으로 불활성 가스인 아르곤(Ar)이 통상적으로 사용된다.
기판지지부(300)는 박막을 증착할 대상인 기판을 지지한다. 기판지지부(300)는 챔버(100) 일측에 결합되며, 통상적으로 챔버(100)의 상부 또는 하부에 장착된다. 본 발명에 따른 스퍼터링 장치는 기판이 상부에 배치되고 타겟(T)이 하부에 배치되는 구조를 이룬다.
증착 물질로 이루어진 타겟(T)을 지지하기 위해 타겟고정부(400)가 구비된다.
타겟(T)이 기판(M)에 대향하여 배치되도록 하기 위해 타겟고정부(400) 또한 기판(M)에 대향하도록 배치된다.
타겟(T) 및 타겟고정부(400)는 후술하게 될 자석유닛(600)이 회전하는 것과는 달리 고정되어 있다.
타겟고정부(400)는 자석유닛(600)에 베어링(B)으로 지지되어 있다. 따라서 자석유닛(600)이 회전하는 경우에도 타겟고정부(400)는 정지 상태를 유지할 수 있다.
도 1의 경우 두 개의 타겟(T)이 경사를 이루며 기판(M)에 대향하도록 배치되어 있으나, 타겟(T)이 하나인 경우에는 기판(M)과 대향하도록 수직 하부에 배치될 수 있다. 타겟(T)을 기판(M)에 대향하도록 배치하는 것은 타겟(T)에서 이탈된 타겟(T) 물질이 기판(M)에 증착되는 양을 증대되도록 하기 위함이다.
전원공급부(500)는 챔버(100) 내부에 주입된 가스가 플라즈마를 형성하도록 하기 위해 타겟(T)에 바이어스 전압을 공급한다.
자석유닛(600)은 타겟(T)에 소정 간격 이격되어 배치된다. 자석유닛(600)은 타겟(T) 주위에 자기장을 형성하여 타겟(T) 전방에 전자 및 이온을 구속한다.
화학적으로 불활성 가스인 아르곤(Ar)이 챔버(100) 내로 유입될 때, 타겟(T)에 적정한 전압이 인가됨으로써 아르곤을 플라즈마화 하고, 양으로 이온화된 아르곤 이온들이 음으로 대전된 타겟(T)에 충돌하면서 운동량 전달에 의해 타겟(T) 원자들이나 원자 클러스터들이 타겟(T)으로부터 스퍼터링된다.
캐소드는 타겟(T), 타겟고정부(400), 자석유닛(600)을 포괄하여 지칭하는 용어이다.
도 2는 본 발명에 따른 캐소드의 단면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 자석과 자석 지지블럭의 분해도이다.
도 2 및 도 3을 참조하여 자석유닛(600)의 구조를 상세히 설명한다.
자석유닛(600)은 제1 자석(610), 제2 자석(620), 자석 지지블럭(630), 자석 회전부(700)를 포함한다.
제1 자석(610)과 제2 자석(620)을 지지하기 위해 자석 지지블럭(630)이 구비된다.
자석 지지블럭(630)은 자석 회전부(700)의 상부에 볼트로 결합된다. 자석 지지블럭(630)에는 두 개의 삽입홈(640)이 형성되고, 이 삽입홈(640)에 제1 자석(610)과 제2 자석(620)이 각각 삽입된다.
자석 회전부(700)에 제1 자석(610) 및 제2 자석(620)을 직접 결합하지 않고 자석 지지블럭(630)에 자석이 지지되도록 하는 것은, 자석을 자석 회전부(700)에 직접 결합할 경우 자석에 구멍 등을 형성하는 것으로 인해 자석이 강도상 취약하게 되는 문제를 방지하는 한편, 회전하는 자석 전면을 감싸서 자석 비산의 위험을 방지하기 위함이다.
제1 자석(610)은 자석의 길이방향을 따라 상부에는 N극 또는 S극이 형성되고, 하부에는 상기 상부와 반대 극이 형성된다.
제2 자석(620)은 제1 자석(610)과 소정 거리 이격되어 평행하게 배치된다. 제2 자석(620)의 상부에는 제1 자석(610)의 상부와 반대의 극이 형성되고, 하부에는 제1 자석(610)의 하부와 반대의 극이 형성된다.
이와 같은 구조로 배치된 제1 자석(610)과 제2 자석(620)은 자석 회전부(700)에 의해 회전된다.
자석 회전부(700)는 모터(740), 커플링(730), 요크 회전축(720), 요크(710)를 포함한다.
모터(740)는 자석을 회전시키는 회전력을 제공한다.
커플링(730)은 모터(740)의 회전축을 요크 회전축(720)에 결합한다.
요크 회전축(720)은 커플링(730)에 결합되어 모터(740)의 회전력을 요크(710)에 전달한다.
요크(710)는 제1 자석(610) 및 제2 자석(620)을 지지하며 회전시킨다.
이러한 자석 회전부(700)로 인해 타겟(T)의 전 면적에 걸쳐서 스퍼터링이 가능해진다.
도 4는 본 발명에 따른 타겟(T)에 스퍼터링이 발생하는 원리를 설명하는 도면이다.
도 4를 참조하여 설명한다.
자기력선은 N극에서 S극으로 형성되므로, 도 4와 같이 배치된 두 개의 자석 사이에서 자석의 길이방향과 평행하게 가장 큰 자기력이 발생하게 된다. 따라서 타겟(T) 상부에 위치한 양으로 이온화된 아르곤 이온들이 음으로 대전된 타겟(T)에 충돌하면서 두 자석 사이에 자석의 길이방향과 평행하게 스퍼터링이 발생된다.
그런데 자석은 자석 회전부(700)에 의해 회전되므로, 스퍼터링은 자석의 전 면적에 걸쳐서 균일하게 발생하게 된다. 스퍼터링이 타겟(T)에 국부적으로 발생되어 타겟(T) 사용율이 떨어졌던 종래기술의 문제를 본 발명에 따른 스퍼터링 장치가 해결하여, 타겟(T)의 사용율을 향상시킬 수 있는 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 자석의 단면도이고, 도 6은 기판(M)에 타겟(T) 물질이 증착하는 원리를 설명하는 도면이다.
도 5 및 도 6을 참조하여 설명한다.
본 발명에 따른 자석은 제1 자석(610)과 제2 자석(620) 모두 두께가 자석의 길이방향으로 중앙부가 가장자리에 비해 얇게 형성된다. 자석의 두께는 중앙부가 가장 얇게 형성되고, 가장자리로 갈수록 점진적으로 증가되도록 형성된다.
이는 기판(M) 상에 박막이 균일하게 증착되도록 하기 위함이다.
도 6(a)는 종래의 두께가 일정한 자석의 경우를 도시한 도면이고, 도 6(b)는 길이방향으로 두께가 점진적으로 변화되는 본 발명에 따른 자석의 경우를 도시한 도면이다.
자석의 자기장에 의해 타겟(T)에서 스퍼터링된 타겟(T) 물질의 각 입자는 방사방향으로 기판(M)을 향해 가속되므로, 타겟(T)의 수직 상방향으로 기판(M)까지의 도달거리는 짧고 기판(M) 가장자리까지의 도달거리는 길다.
따라서 기판(M)에 증착되는 박막의 두께는 기판(M) 중앙부는 두꺼워지고, 기판(M) 가장자리는 얇아진다.
이에 본 발명에서는 자석의 두께를 자석 길이방향을 따라 중앙부에서는 얇고 가장자리에서는 두껍게 형성하였다. 도 6(b)에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 자석의 경우는 두께를 길이방향으로 가변적으로 형성하여 기판(M)에 균일한 두께의 박막을 증착시킬 수 있다.
다음으로 본 발명에 따른 두께 가변형 자석의 제작방법을 설명한다.
두께 가변형 자석을 제작함에 있어서 도 6(b)와 같이 일체로 형성할 수도 있다.
타겟(T)과 기판(M)의 형상은 통상적으로 원판 형상으로 형성되며 자석의 회전시 밸런싱 문제를 고려하여, 제1 자석(610) 및 제2 자석(620)은 길이방향으로 중앙을 기준으로 하여 두께가 대칭적으로 변화되도록 형성함이 바람직하다.
도 7은 본 발명에 따른 자석의 변형 실시예이다.
도 7과 같이, 두께 가변형 자석을 제작함에 있어서 다양한 방법으로 제작이 가능하다.
도 7(a)는 서로 높이가 상이한 자석을 연이어 접착함으로써, 여러 가공 공정을 거치지 않고 복수의 직육면체 형상의 자석들을 단지 접착 공정만을 통해 두께 가변형 자석을 제작할 수 있다.
도 7(b)는 동일한 길이의 자석을 블록처럼 쌓아서 접착하여 두께 가변형 자석을 형성할 수도 있다. 이 방식의 경우는 동일한 길이의 자석을 사용함으로써 제작공정을 더욱 단순화시킬 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시예들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.
챔버 100
가스공급부 200
기판지지부 300
타겟고정부 400
전원공급부 500
자석유닛 600
제1 자석 610
제2 자석 620
지지블럭 630
삽입홈 640
자석 회전부 700
요크 710
요크 회전축 720
커플링 730
모터 740
타겟 T
기판 M
박막 P
베어링 B

Claims (7)

  1. 진공이 형성된 챔버;
    상기 챔버 내부로 가스를 공급하는 가스공급부;
    상기 챔버 일측에 결합되어 박막을 증착할 대상인 기판을 지지하는 기판지지부;
    상기 기판에 대향하여 배치되는 타겟을 고정하는 타겟고정부;
    플라즈마를 형성하기 위해 상기 타겟에 바이어스 전압을 공급하는 전원공급부 ; 및
    상기 타겟에 소정 간격 이격되어 배치되며, 상기 타겟에 자기장을 인가하는 자석유닛;을 포함하며,
    상기 자석유닛은,
    길이 방향으로 직선 형상으로 형성되며, 길이 방향을 따라 상부에는 N극 또는 S극이 형성되고, 하부에는 상기 상부와 반대 극이 형성된 제1 자석;
    길이 방향으로 직선 형상으로 형성되되 상기 제1 자석과 소정 거리 이격되어 평행하게 배치되며, 상부에는 상기 제1 자석의 상부와 반대의 극이 형성되고, 하부에는 상기 제1 자석의 하부와 반대의 극이 형성된 제2 자석;
    상기 제1 자석 및 제2 자석을 회전시키는 자석 회전부;를 포함하며,
    상기 제1 자석 및 제2 자석의 길이 방향에 수직한 방향의 단면을 이루는 제1 자석 및 제2 자석의 폭과 높이는 제1 자석 및 제2 자석의 길이 보다 짧으며,
    상기 타겟고정부는 상기 자석유닛에 베어링으로 지지되어 결합되며,
    상기 제1 자석 및 제2 자석의 두께는 길이방향으로 중앙부가 가장자리에 비해 얇은 것을 특징으로 하며,
    상기 타겟에 전압이 인가될 때 주입된 가스의 플라즈마가 상기 제1 자석 및 제2 자석에 의해 형성된 자기장에 의해 상기 타겟의 표면 상에서 상기 제1 자석과 제2 자석 사이에 제1 자석 및 제2 자석과 평행하게 스퍼터링(sputtering)이 발생되며, 상기 제1 자석과 제2 자석은 상기 자석 회전부에 의해 회전되어, 상기 스퍼터링(sputtering)이 상기 타겟의 전 면적에 걸쳐 균일하게 발생하는 것을 특징으로 하는, 스퍼터링 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 자석유닛은,
    상기 자석 회전부에 결합되며, 상기 제1 자석 및 제 2 자석이 각각 삽입되는 두 개의 삽입홈이 형성된 자석 지지블럭;을 더 포함하는 스퍼터링 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 자석 회전부는,
    상기 자석을 회전시키는 회전력을 제공하는 모터;
    상기 모터의 회전축을 요크 회전축에 결합하는 커플링;
    상기 커플링에 결합되어 상기 모터의 회전력을 요크에 전달하는 요크 회전축; 및
    상기 제1 자석 및 제2 자석을 지지하며 회전시키는 요크;를 포함하는, 스퍼터링 장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 자석 및 제2 자석은 길이방향으로 중앙을 기준으로 하여 두께가 대칭적으로 변화되는 것을 특징으로 하는, 스퍼터링 장치.
  6. 제1항 내지 제3항, 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 자석 및 제2 자석이 각각 일체로 형성된 것을 특징으로 하는, 스퍼터링 장치.
  7. 제1항 내지 제3항, 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 자석 및 제2 자석 각각은 복수의 자석을 쌓고 서로 접착하여 형성된 것을 특징으로 하는, 스퍼터링 장치.
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KR100291375B1 (ko) * 1992-03-20 2001-06-01 제임스 엠. 윌리암스 특정 타겟 침식 형태에 적합한 형상의 자석 배열을 구비한 스퍼터링 장치

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