KR101105842B1 - Magnetron sputtering apparatus for toroidal target - Google Patents

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Abstract

본 발명은 환상형 타겟 마그네트론 스퍼터링 장치에 관한 것으로, 증착하고자 하는 대상이 되는 기판과, 상기 기판에 증착하고자 하는 물질로 이루어진 타겟에서 원자를 방출하여 기판에 박막을 증착시키는 마그네트론 스퍼터링 장치에 있어서, 상기 타겟은 원통 형상 또는 다수의 타겟이 서로 마주보게 설치되고, 상기 타겟의 외주면에 서로 다른 극성을 가지고 구비되는 마그네트, 상기 기판은 상기 타겟의 개방부로 박막 증착을 위해 설치되며, 상기 타겟과 기판으로 전압을 인가하여 타겟의 내측으로 플라즈마 생성을 위해 플라즈마 생성수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다. 이와 같이 구성되는 본 발명은 낮은 압력에서도 고밀도 플라즈마를 발생할 수 있어서 증착율의 향상 및 고품질의 박막을 증착시키고, 고에너지 입자들에 의한 박막의 손상을 방지하며, 2차 전자에 의한 기판 온도 상승을 방지할 수 있어 기판 선택의 제약이 없는 이점이 있다.The present invention relates to an annular target magnetron sputtering apparatus, comprising: a magnetron sputtering apparatus for depositing a thin film on a substrate by emitting atoms from a target to be deposited and a target made of a material to be deposited on the substrate; The target has a cylindrical shape or a plurality of targets facing each other, the magnet is provided with a different polarity on the outer peripheral surface of the target, the substrate is installed for thin film deposition to the opening of the target, the voltage to the target and the substrate It is characterized by comprising a plasma generating means for generating a plasma to the inside of the target by applying a. The present invention configured as described above can generate high density plasma even at low pressure to improve deposition rate and deposit high quality thin film, prevent damage of thin film by high energy particles, and prevent substrate temperature rise by secondary electrons. There is an advantage that there is no restriction of substrate selection.

환상형, 스퍼터링, 마그네트론, 플라즈마, 타겟 Annular, sputtering, magnetron, plasma, target

Description

환상형 타겟 마그네트론 스퍼터링 장치{MAGNETRON SPUTTERING APPARATUS FOR TOROIDAL TARGET}Annular target magnetron sputtering device {MAGNETRON SPUTTERING APPARATUS FOR TOROIDAL TARGET}

본 발명은 환상형 타겟 마그네트론 스퍼터링 장치에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 박막의 손상을 줄이면서 낮은 압력과 낮은 기판 온도에서도 고품질의 박막을 형성할 수 있는 환상형 타겟 마그네트론 스퍼터링 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an annular target magnetron sputtering apparatus, and more particularly, to an annular target magnetron sputtering apparatus capable of forming a high quality thin film at low pressure and low substrate temperature while reducing damage to the thin film.

일반적으로 반도체 소자나 발광 소자의 제조 공정에서 금속 배선이나 전극은 스퍼터링(sputtering) 방법으로 형성한다. 진공 분위기에서 금속 또는 금속 화합물로 이루어진 타겟(Target)에 고전압을 인가하여 타겟 주위에 플라즈마 방전을 발생시켜 플라즈마 방전 영역 내의 양이온들이 전기적인 힘에 의해 상기 타겟의 표면과 충돌하게 되면, 그에 따라 상기 타겟 원자가 방출됨으로써, 상기 기판 상에 상기 방출된 원자가 코팅되도록 하는 기술이다.In general, metal wires or electrodes are formed by a sputtering method in a process of manufacturing a semiconductor device or a light emitting device. When a high voltage is applied to a target made of a metal or a metal compound in a vacuum atmosphere to generate a plasma discharge around the target, and the cations in the plasma discharge region collide with the surface of the target by an electrical force, the target accordingly. By the release of atoms, the released atoms are coated on the substrate.

이 때 박막의 증착 속도는 플라즈마의 밀도에 비례하므로 자기장을 형성하여 플라즈마 밀도록 증가시키는데, 이러한 방법을 마그네트론 스퍼터링(magnetron sputtering) 방법이라 한다.At this time, since the deposition rate of the thin film is proportional to the density of the plasma, a magnetic field is formed and increased to push the plasma. This method is called a magnetron sputtering method.

도 1은 종래 마그네트론 스퍼터링 장치의 개략적인 구성도로서, 가스 주입구(10)가 형성된 챔버(11) 내부에 기판(20)을 지지하기 위한 지지대(12)가 설치되며, 지지대(12) 상부에는 증착 물질로 이루어진 타겟(13)이 설치되고, 타겟(13) 상부에는 타겟(13)의 하부에 자기장을 형성하기 위한 영구 자석(14)이 설치된다.FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a conventional magnetron sputtering apparatus, in which a support 12 for supporting a substrate 20 is installed in a chamber 11 in which a gas injection hole 10 is formed, and is deposited on the support 12. A target 13 made of a material is installed, and a permanent magnet 14 for forming a magnetic field below the target 13 is installed above the target 13.

기판(20)을 챔버(11) 내부로 이송하여 지지대(12) 상에 위치시킨 다음 타겟(13)과 기판(20) 사이에 소정의 전압을 인가하고 가스 주입구(10)를 통해 챔버(11) 내부로 공정 가스를 공급한다.The substrate 20 is transferred into the chamber 11 and placed on the support 12, and then a predetermined voltage is applied between the target 13 and the substrate 20 and the chamber 11 is provided through the gas inlet 10. Supply process gas to the interior.

통상적으로 타겟(13)에 음전압을 인가하면 방전에 의해 생성된 전자가 가스 분자와 충돌하여 타겟(13)하부에 플라즈마가 생성된다. 즉, 전자가 이동하는 과정에서 가스 분자와 충돌함으로써 공정 가스가 이온화되어 플라즈마 상태로 여기 된다.Typically, when a negative voltage is applied to the target 13, electrons generated by the discharge collide with gas molecules to generate a plasma under the target 13. That is, the process gas is ionized and excited in the plasma state by colliding with the gas molecules in the course of electron movement.

이와 같이 생성된 플라즈마 내의 전자들은 도 1에 도시된 바와 같이 영구 자석(14)에 의해 타겟(13) 하부에 전기장과 수직 방향으로 형성되는 자기장에 의해서 자기장 방향을 축으로 선회 운동을 하며 전기장과 자기장에 수직인 방향 즉, E×B의 방향으로 힘을 받게 되어 타겟면을 따라서 회전 운동을 하게 되는데, 이 때 타겟(13) 부근에 잔류하는 시간이 길어지게 되므로 가스 분자와의 충돌이 빈번해져 플라즈마 밀도가 증가한다.As shown in FIG. 1, the electrons in the plasma are rotated about the direction of the magnetic field by the magnetic field formed in the direction perpendicular to the electric field under the target 13 by the permanent magnet 14. The force is applied in a direction perpendicular to the direction of E × B and rotates along the target surface. At this time, since the time remaining near the target 13 becomes long, collisions with gas molecules are frequently caused and the plasma Density increases.

따라서 고밀도 플라즈마 이온이 타겟(13)의 표면에 충돌하고, 충돌 에너지에 의해 타겟(13) 표면의 원자들이 많이 떨어져 나와 기판(20)에 박막이 증착된다.Therefore, the high density plasma ions collide with the surface of the target 13, and the atoms of the surface of the target 13 are separated by the collision energy, and a thin film is deposited on the substrate 20.

상기와 같이 구성되는 종래의 마그네트론 스퍼터링 장치는 영구 자석(14)의 형상과 위치에 따라 자기력선이 분포되는데, 영구 자석(14)의 형상과 위치가 고정되기 때문에 자기력선의 궤적이 일정하고 밀도가 높은 부분에서만 지속적으로 스퍼터링이 이루어지게 되므로 타겟(13)이 불균일하게 소모될 뿐만 아니라 증착되는 박막의 두께도 불균일해진다. 이러한 문제점은 대면적 기판을 사용하는 공정에서 더욱 심하게 나타난다.In the conventional magnetron sputtering device configured as described above, magnetic force lines are distributed according to the shape and position of the permanent magnet 14, and the shape and the position of the permanent magnet 14 are fixed, so that the trace of the magnetic force line is constant and the density is high. Since only sputtering is continuously performed, not only the target 13 is consumed unevenly, but also the thickness of the deposited film becomes uneven. This problem is more severe in processes using large area substrates.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 타겟면과 기판이 동일한 플라즈마 공간에서 마주보게 설치되어 있어서 타겟면에서 발생되는 고에너지 입자들에 의해서 박막이 손상되는 것을 방지하고 기판의 온도상승을 방지하여 기판 선택의 제약 없이 사용 가능한 스퍼터링 장치를 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.The present invention for solving the above problems is provided that the target surface and the substrate facing each other in the same plasma space to prevent the thin film is damaged by the high-energy particles generated in the target surface and to prevent the temperature rise of the substrate It is an object of the present invention to provide a sputtering apparatus that can be used without restriction of substrate selection.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 증착하고자 하는 대상이 되는 기판과, 상기 기판에 증착하고자 하는 물질로 이루어진 타겟에서 원자를 방출하여 기판에 박막을 증착시키는 마그네트론 스퍼터링 장치에 있어서, 상기 타겟은 원통 형상 또는 다수의 타겟이 서로 마주보게 설치되고, 상기 타겟의 외주면 서로 다른 극성을 가지고 구비되는 마그네트, 상기 기판은 상기 타겟의 개방부로 박막 증착을 위해 설치되며, 상기 타겟과 기판으로 전압을 인가하여 타겟의 내측으로 플라즈마 생성을 위해 플라즈마 생성수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object is a magnetron sputtering apparatus for depositing a thin film on a substrate by emitting atoms from a target to be deposited and a target made of a material to be deposited on the substrate, the target is A cylindrical shape or a plurality of targets are installed to face each other, the magnet is provided with a different polarity on the outer peripheral surface of the target, the substrate is installed for thin film deposition to the opening of the target, by applying a voltage to the target and the substrate It characterized in that it comprises a plasma generating means for generating plasma to the inside of the target.

또한, 상기 타겟은, 4장의 타겟이 서로 마주보고 설치되어 내측으로 공간부가 형성되는 사각 형상을 이루는 것을 특징으로 한다.In addition, the target is characterized in that the four targets are installed facing each other to form a square shape in which a space portion is formed inward.

또한, 상기 마그네트는, 서로 다른 극성을 가지는 마그네트가 상기 타겟의 단부에 각각 설치되는 것을 특징으로 한다.In addition, the magnet is characterized in that the magnets having different polarities are respectively provided at the end of the target.

또한, 상기 마그네트는, 상기 타겟이 원통 형상으로 구비될 경우 원통형 마 그네트로 구비되며, 다수의 타겟의 각각의 면을 이루어 구비될 경우 각 면에 결합되도록 구비되는 것을 특징으로 한다.In addition, the magnet, when the target is provided in a cylindrical shape is provided with a cylindrical magnet, when provided with each surface of the plurality of targets is characterized in that it is provided to be coupled to each surface.

또한, 상기 기판은, 상기 타겟의 양측 개방부에 각각 설치되는 것을 특징으로 한다.In addition, the substrate is characterized in that provided in each of the open side portions of the target.

또한, 상기 마그네트는, 서로 다른 극성을 가지고 상기 타겟 외주면으로 적어도 2개 이상 구비되는 것을 특징으로 한다.In addition, at least two magnets may be provided to the target outer peripheral surface with different polarities.

또한, 증착하고자 하는 대상이 되는 기판과, 상기 기판에 증착하고자 하는 물질로 이루어진 타겟과, 상기 타겟으로 자기장을 공급하는 마그네트와, 상기 기판과 타겟으로 전압을 인가하여 플라즈마를 생성시키는 플라즈마 생성수단으로 구비되어 타겟에서 방출된 원자를 통해 기판에 박막을 증착시키는 마그네트론 스퍼터링 장치에 있어서, 상기 타겟은 원통형 또는 다수의 타겟이 마주하게 구비되어 내측으로 공간부를 가지며 타측으로는 개방부가 형성되며, 상기 기판은 상기 타겟의 개방부와 대향하게 구비되는 것을 특징으로 한다.In addition, the substrate to be deposited, the target consisting of the material to be deposited on the substrate, the magnet for supplying a magnetic field to the target, and the plasma generating means for generating a plasma by applying a voltage to the substrate and the target In the magnetron sputtering apparatus is provided to deposit a thin film on the substrate through the atoms emitted from the target, the target is provided with a cylindrical or a plurality of targets facing each other, the space is formed inside and the open portion is formed on the other side, It is characterized in that it is provided to face the opening of the target.

또한, 상기 타겟은, 4장의 타겟이 서로 마주보고 설치되어 사각 형상을 이루는 것을 특징으로 한다.In addition, the target is characterized in that the four targets are installed facing each other to form a square shape.

또한, 상기 마그네트는, 서로 다른 극성을 가지는 마그네트가 상기 타겟의 단부에 각각 설치되는 것을 특징으로 한다.In addition, the magnet is characterized in that the magnets having different polarities are respectively provided at the end of the target.

또한, 상기 기판은, 상기 타겟의 개방부에 각각 설치되는 것을 특징으로 한다.In addition, the substrate is characterized in that each is provided in the opening of the target.

또한, 마그네트론 스퍼터링 장치에 있어서, 내측으로 공간부를 갖고 개방부 가 형성되도록 구비되는 타겟, 상기 타겟의 외주면으로 구비되는 서로 다른 극성을 가지는 마그네트를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the magnetron sputtering apparatus, characterized in that it comprises a target having a space portion inwardly and an opening is formed, the magnet having a different polarity provided to the outer peripheral surface of the target.

또한, 상기 타겟은, 원통 형상 또는 다수의 타겟이 마주하게 구비되어 내측으로 공간부를 갖고 개방부를 형성시키는 것을 특징으로 한다.In addition, the target is characterized in that a cylindrical shape or a plurality of targets are provided facing each other to have an open portion with a space portion inward.

상기와 같이 구성되고 작용되는 본 발명은 낮은 압력에서도 고밀도 플라즈마를 발생할 수 있어서 증착율의 향상 및 고품질의 박막을 증착할 수 있으며, 타겟에서 발생된 고에너지 입자들에 의한 박막의 손상을 방지할 수 있다.The present invention constructed and operated as described above can generate a high density plasma even at low pressure, thereby improving the deposition rate and depositing a high quality thin film, and preventing damage to the thin film by the high energy particles generated in the target. .

또한, 환상형 타겟의 양측 개방부로 기판을 각각 설치하여 증착시킴으로써 생산성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.In addition, there is an advantage that productivity can be improved by installing and depositing substrates at both open portions of the annular target.

또한, 타겟에서 발생된 2차 전자들에 의한 기판 온도 상승을 막을 수 있어서 기판 선택의 제약이 없어 열에 취약한 폴리머 기판 등에 박막 증착이 가능하여 향후 플렉시블 디스플레이 등에 적용이 가능한 이점이 있다.In addition, since the substrate temperature can be prevented from being raised by the secondary electrons generated in the target, there is no restriction in the selection of the substrate, so that thin film can be deposited on a polymer substrate, which is vulnerable to heat, and thus may be applied to a flexible display.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 환상형 타겟 마그네트론 스퍼터링 장치의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a preferred embodiment of the annular target magnetron sputtering apparatus according to the present invention with reference to the accompanying drawings in detail as follows.

도 2는 본 발명에 따른 환상형 타겟 마그네트론 스퍼터링 장치의 개략적인 구성도, 도 3은 본 발명에 따른 환상형 타겟 마그네트론 스퍼터링 장치의 타겟과 마그네트의 사시도, 도 4는 본 발명에 따른 타겟 내측으로 형성되는 플라즈마를 도시한 도면이다.2 is a schematic configuration diagram of an annular target magnetron sputtering apparatus according to the present invention, FIG. 3 is a perspective view of a target and a magnet of the annular target magnetron sputtering apparatus according to the present invention, and FIG. 4 is formed inside the target according to the present invention. It is a figure which shows the plasma which becomes.

도 5는 본 발명에 따른 다른 실시예로 환상형 타겟 마그네트론 스퍼터링 장치의 타겟과 마그네트의 사시도, 도 6은 본 발명에 따른 다른 실시예로 환상형 타겟 마그네트론 스퍼터링 장치의 개략적인 구성도, 도 7은 본 발명에 따른 다른 실시예로 환상형 타겟 마그네트론 스퍼터링 장치의 타겟과 마그네트의 사시도이다.5 is a perspective view of a target and a magnet of an annular target magnetron sputtering device according to another embodiment of the present invention, FIG. 6 is a schematic configuration diagram of an annular target magnetron sputtering device according to another embodiment of the present invention, and FIG. Another embodiment according to the present invention is a perspective view of a target and a magnet of an annular target magnetron sputtering apparatus.

본 발명에 따른 환상형 타겟 마그네트론 스퍼터링 장치는, 증착하고자 하는 대상이 되는 기판(300)과, 기판에 증착하고자 하는 물질로 이루어진 타겟(100)을 통해 기판을 증착시키는 마그네트론 스퍼터링 장치에 있어서, 상기 타겟(100)은 원통형 형상 또는 다수의 타겟이 서로 마주보게 설치되고, 상기 타겟의 외주면 상부측과 하부측에 각각 서로 다른 극성을 가지고 구비되는 마그네트(200, 210)와, 상기 기판(100)이 상기 타겟의 개방부로 박막 증착을 위해 설치되는 것을 특징으로 한다.In the annular target magnetron sputtering apparatus according to the present invention, in the magnetron sputtering apparatus for depositing a substrate through a target 300 made of a substrate 300 to be deposited and a material to be deposited on the substrate, the target 100 is a cylindrical shape or a plurality of targets facing each other, the magnets (200, 210) are provided with different polarities on the upper side and the lower side of the outer peripheral surface of the target, and the substrate 100 is It is characterized in that it is installed for thin film deposition to the opening of the target.

타겟(100)은 증착하고자 하는 물질로 이루어지는 것으로, 본 발명의 주요 기술적 요지는 상기 타겟(100)을 원통형 또는 패널형상의 타겟을 다수개 서로 마주하게 구비하여 내측으로 공간부가 형성되고 일측 또는 양측으로는 개방부가 형성되도록 구비시키는 것이다.The target 100 is made of a material to be deposited, and the main technical gist of the present invention includes the target 100 having a plurality of cylindrical or panel-shaped targets facing each other to form a space portion inward and to one side or both sides. Is provided so that the opening part is formed.

바람직하게는 4장의 타겟을 서로 마주하게 구비시켜 사각형상으로 배치되며, 이에 한정하지 않고 내측으로 공간부가 형성되고 타측으로 개방부가 형성되도록 한 다면 다양한 형태로 상기 타겟을 설치할 수 있다.Preferably, four targets are provided to face each other and are arranged in a quadrangular shape, and the target may be installed in various forms as long as the space is formed inward and the open portion is formed in the other side.

상기 타겟(100)은 알루미늄(Al)과 같은 금속이나 절연물질로 이루어지며, 전압이 인가됐을 때 타겟 표면의 원자들이 떨어져 나와 기판(200)으로 박막 증착이 이루어지게 된다.The target 100 is made of a metal or an insulating material such as aluminum (Al), and when a voltage is applied, atoms of the target surface are separated to form a thin film on the substrate 200.

마그네트(200, 210)는 상기 타겟의 공간부로 자기장을 형성시키기 위한 것으로, 상술한 바와 같이 구성되는 상기 타겟(100)의 외주면으로 양단에 각각 서로 다른 극성을 가지고 구비된다.The magnets 200 and 210 are used to form a magnetic field in the space portion of the target. The magnets 200 and 210 are provided on the outer circumferential surface of the target 100 configured as described above and have different polarities at both ends.

도 3 또는 도 5에 나타낸 바와 같이 N극 극성을 가지는 마그네트(200)가 타겟의 일측 단부로 구비되며, S극 극성을 가지는 마그네트가 타측 단부로 구비되게 된다. 3 or 5, the magnet 200 having the N pole polarity is provided at one end of the target, and the magnet having the S pole polarity is provided at the other end.

타겟을 원통 형상으로 준비될 경우 이에 대응하도록 원통 형상의 마그네트가 설치되며, 사각 형상의 타겟으로 준비될 경우에는 타겟의 각 면 단부측에 마그네트가 설치되게 된다.When the target is prepared in a cylindrical shape, a cylindrical magnet is installed to correspond to the target. When the target is prepared in a rectangular shape, the magnet is installed at each side end side of the target.

이 때 자기장의 방향은 N극에서 S극의 마그네트로 타겟 표면과 평행하게 향하게 되고 전기장은 타겟면에 수직하게 형성된다. 따라서 전자는 자기장 방향을 축으로 선회 운동(gyration motion)을 하며 전기장과 자기장에 수직인 방향 즉, E×B의 방향으로 힘을 받게 되어 타겟면을 따라서 나선 운동을 하게 되고 구속된 전자들과 가스 분자와의 충돌이 빈번해져서 플라즈마 밀도는 증가하게 된다.At this time, the direction of the magnetic field is directed from the N pole to the magnet of the S pole in parallel with the target surface and the electric field is formed perpendicular to the target surface. Therefore, the electrons move in a gyration motion around the direction of the magnetic field and are forced in a direction perpendicular to the electric and magnetic fields, that is, in the direction of E × B. Frequent collisions with molecules increase plasma density.

또한, 다른 실시예로 도 7에 도시된 바와 같이 상기 마그네트를 확장 구성하여 앞서 설명한 마그네트 구성에서 마그네트(200 ; N)를 추가 구성함으로써 복층의 플라즈마를 구속시킬 수 있다. 이를 통해 서로 다른 타겟을 설치하여 두가지 물질을 동시에 증착하는 코스퍼터링(co-sputtering)이 가능할 수 있다.In another embodiment, as shown in FIG. 7, the magnet may be extended to constrain the plasma of the multilayer by additionally configuring the magnets 200 (N) in the above-described magnet configuration. This may allow co-sputtering to deposit two materials simultaneously by installing different targets.

기판(300)은 그 표면으로 상기 타겟을 통해 박막이 증착된다. 여기서 상기 기판(300)은 타겟의 개방부와 마주하게 배치된다. 이것은 타겟에서 발생된 고 에너지 입자들에 의해서 증착되는 박막의 손상을 방지한다.The substrate 300 has a thin film deposited on the surface through the target. The substrate 300 is disposed to face the opening of the target. This prevents damage to the thin film deposited by the high energy particles generated at the target.

본 발명에 따른 주요 특징으로 상기 타겟의 개방부로 각각 기판을 설치함에 따라 한꺼번에 2개의 기판을 증착시킬 수 있다. 이것은 도 6에 나타낸 바와 같이 환상형 타겟의 양쪽으로 형성된 개방부로 기판을 각각 배치하여 동시에 2개의 기판을 증착시킬 수 있게 된다.As a main feature of the present invention, two substrates can be deposited at a time by installing the substrates into the openings of the target. This allows the deposition of two substrates simultaneously by placing the substrates into openings formed on both sides of the annular target as shown in FIG. 6.

상기 기판으로 박막 증착을 위한 플라즈마 생성수단(전원공급부 ; 400)은 상기 타겟(100)에 음(-)극을 인가함으로써 플라즈마를 생성시킨다.Plasma generating means (power supply unit) 400 for thin film deposition onto the substrate generates plasma by applying a negative (−) pole to the target 100.

이때 타겟의 내측으로 고밀도 플라즈마를 발생시켜 타겟의 공간부를 통해 2차 전자들을 구속시킨다. 이것은 낮은 압력에서도 이온화율을 높일 수 있어 고품질 박막을 형성시킬 수 있다.At this time, a high density plasma is generated inside the target to confine secondary electrons through the space portion of the target. This can increase the ionization rate even at a low pressure, thereby forming a high quality thin film.

더불어 마그네트론 스퍼티링 장치에 필요한 챔버(500)와 공정 가스를 상기 챔버 내로 공급하기 위한 가스공급수단(600)이 구비된다. 상기 챔버는 진공 분위기를 형성하기 위한 것으로 별도의 배기펌프를 통해 챔버 내부를 진공 상태로 유지시키며, 상기 가스공급수단(600)은 챔버 내부로 아르곤(Ar)이나 산소(O) 등과 같은 공정 가스를 공급한다. 따라서 타겟에 공급된 전압을 통해 방전에 의해 생성된 전자와 가스 분자와 충돌함으로써 공정 가스가 이온화되어 플라즈마가 생성된다.In addition, a gas supply means 600 for supplying a chamber 500 and a process gas required for the magnetron sputtering apparatus into the chamber is provided. The chamber is to create a vacuum atmosphere to maintain the interior of the chamber in a vacuum state through a separate exhaust pump, the gas supply means 600 is a process gas such as argon (Ar) or oxygen (O) into the chamber. Supply. Therefore, the plasma is generated by ionizing the process gas by colliding with electrons and gas molecules generated by the discharge through the voltage supplied to the target.

언급한 상기 챔버(500)와 가스공급수단(600)은 당업자로부터 용이하게 실시할 수 있는 공지의 기술로써 상세한 설명은 생략하기로 한다.The chamber 500 and the gas supply means 600 mentioned above are well-known techniques that can be easily implemented by those skilled in the art, and a detailed description thereof will be omitted.

이와 같이 구성되고 작용되는 본 발명은 낮은 압력에서도 고밀도 플라즈마를 발생할 수 있어 증착율의 향상과 고품질 박막을 얻을 수 있고, 타겟에서 발생된 고에너지 입자들에 의한 박막의 손상을 방지할 수 있으며, 타겟에서 발생된 2차 전자들에 의한 기판 온도 상승을 방지할 수 있는 이점이 있다.The present invention constructed and operated as described above can generate a high density plasma even at low pressure, thereby improving deposition rate and obtaining a high quality thin film, and preventing damage to the thin film due to high energy particles generated at the target. There is an advantage that can prevent the substrate temperature rise due to the generated secondary electrons.

이상, 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다.While the invention has been described and illustrated in connection with a preferred embodiment for illustrating the principles of the invention, the invention is not limited to the construction and operation as shown and described.

오히려, 첨부된 청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.Rather, it will be apparent to those skilled in the art that many changes and modifications to the present invention are possible without departing from the spirit and scope of the appended claims. And all such modifications and changes as fall within the scope of the present invention are therefore to be regarded as being within the scope of the present invention.

도 1은 종래기술에 따른 일반적인 마그네트론 스퍼터링 장치의 개략적인 단면도,1 is a schematic cross-sectional view of a typical magnetron sputtering apparatus according to the prior art,

도 2는 본 발명에 따른 환상형 타겟 마그네트론 스퍼터링 장치의 개략적인 구성도,2 is a schematic configuration diagram of an annular target magnetron sputtering apparatus according to the present invention;

도 3은 본 발명에 따른 환상형 타겟 마그네트론 스퍼터링 장치의 타겟과 마그네트의 사시도,3 is a perspective view of a target and a magnet of the annular target magnetron sputtering apparatus according to the present invention;

도 4는 본 발명에 따른 타겟 내측으로 형성되는 플라즈마를 도시한 도면, 4 illustrates a plasma formed inside a target according to the present invention;

도 5는 본 발명에 따른 다른 실시예로 환상형 타겟 마그네트론 스퍼터링 장치의 타겟과 마그네트의 사시도,5 is a perspective view of a target and a magnet of an annular target magnetron sputtering device according to another embodiment of the present invention;

도 6은 본 발명에 따른 다른 실시예로 환상형 타겟 마그네트론 스퍼터링 장치의 개략적인 구성도,6 is a schematic configuration diagram of an annular target magnetron sputtering device according to another embodiment of the present invention;

도 7은 본 발명에 따른 다른 실시예로 환상형 타겟 마그네트론 스퍼터링 장치의 타겟과 마그네트의 사시도.Figure 7 is a perspective view of the target and the magnet of the annular target magnetron sputtering device in another embodiment according to the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

100 : 타겟 200 : 마그네트(N)100: target 200: magnet (N)

210 : 마그네트(S) 300 : 기판210: magnet (S) 300: substrate

400 : 플라스마 발생수단 500 : 챔버400 plasma generating means 500 chamber

600 : 가스공급수단600: gas supply means

Claims (12)

증착하고자 하는 대상이 되는 기판과, 상기 기판에 증착하고자 하는 물질로 이루어진 타겟에서 원자를 방출하여 기판에 박막을 증착시키는 마그네트론 스퍼터링 장치에 있어서,In the magnetron sputtering apparatus for depositing a thin film on a substrate by emitting atoms from a target consisting of a substrate to be deposited and a target material to be deposited on the substrate, 상기 타겟은 다수의 타겟이 서로 마주보게 설치되어 상기 타겟의 공간부를 통해 2차 전자들을 구속되도록 구성하고,The target is configured so that a plurality of targets face each other to confine secondary electrons through the space portion of the target, 상기 타겟의 외주면 서로 다른 극성을 가지고 구비되는 마그네트;Magnets provided with different polarities on the outer circumferential surface of the target; 상기 기판은 상기 타겟의 개방부로 박막 증착을 위해 설치되며,The substrate is installed for thin film deposition into the opening of the target, 상기 타겟과 기판으로 전압을 인가하여 타겟의 내측으로 플라즈마 생성을 위해 플라즈마 생성수단;을 포함하고,Plasma generating means for generating a plasma inside the target by applying a voltage to the target and the substrate; 상기 기판은 상기 타겟의 양측 개방부에 각각 설치되며,The substrates are respectively installed at both open portions of the target, 상기 마그네트는 서로 다른 극성을 가지고 상기 타겟 외주면으로 적어도 2개 이상 구비되어 복층의 플라즈마를 형성하여 코스퍼터링(co-sputtering) 가능하고,The magnets have different polarities and are provided with at least two of the target outer peripheral surfaces to form co-sputtering by forming a plasma of a multilayer. 상기 마그네트는 서로 다른 극성을 가지는 마그네트가 상기 타겟의 단부에 각각 설치되는 것을 특징으로 하는 환상형 타겟 마그네트론 스퍼터링 장치.The magnet has an annular target magnetron sputtering device, characterized in that magnets having different polarities are installed at each end of the target. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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