KR101662659B1 - 마그네트 유니트가 구성된 다극 마그네트론 캐소드 - Google Patents

마그네트 유니트가 구성된 다극 마그네트론 캐소드 Download PDF

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Abstract

본 발명에 의한 마그네트 유니트가 구성된 다극 마그네트론 캐소드(90)는, 상방으로 개방된 박스 형상의 외측바디(100)와, 상기 외측바디(100) 내부에 수용되고 상방으로 개방된 박스 형상의 내측바디(200)와, 상기 내측바디(200)의 상부를 커버하는 백킹 플레이트(500)와, 상기 백킹 플레이트(500)의 상면에 밀착되는 판상의 타겟(600)과, 상기 내측바디(200)의 바닥면에서 중앙부에 부착되고 상단이 N극인 센터 마그네트(310)와, 상기 센터 마그네트(310)의 좌우 측방에 배치되도록 상기 내측바디(200)의 바닥면에 부착되고 상단이 S극인 사이드 마그네트(320)를 포함하여 구성되는 마그네트 유니트가 구성된 다극 마그네트론 캐소드(90)에 있어서; 상기 센터 마그네트(310)의 좌우측방에 N극이 내측방을 향하도록 배열되는 보조 마그네트(330)를 포함하여 구성되므로, 타겟(600)의 소모 면적을 확장시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

마그네트 유니트가 구성된 다극 마그네트론 캐소드 {Multipolar magnetron cathode that magnet unit is constructed}
본 발명은 마그네트 유니트가 구성된 다극 마그네트론 캐소드에 관한 것으로서, 더욱 상세히는 자장의 플럭스(flux) 형상을 변형시켜서, 타겟(target)의 소모량을 기존의 것보다 증대시킬 수 있고, 유지보수가 용이하도록 구성한 것을 특징으로 하는 마그네트 유니트가 구성된 다극 마그네트론 캐소드에 관한 것이다.
이하, 첨부되는 도면과 관련하여 배경기술을 살펴보면 다음과 같다.
도 1은 배경기술에 의한 캐소드를 도시한 단면도, 도 2는 배경기술에 의한 캐소드에 의해서 형성된 자장의 플럭스 형상을 도시한 예시도, 도 3은 배경기술에 의한 캐소드에 의해서 타겟의 표면부터 2mm 간격으로 타겟 내부에 각각 형성되는 플럭스 라인을 도시한 그래프, 도 4는 배경기술에 의한 캐소드에 의해서 실제로 타겟이 소모된 형상을 도 3과 함께 도시한 그래프, 도 5는 배경기술에 의한 캐소드에 의해서 실제로 타겟이 소모된 형상을 도시한 간략도, 도 6은 배경기술에 의한 캐소드의 내측바디 내부에 마그네트가 내측바디의 길이방향으로 부착된 상태를 도시한 사시도로서 함께 설명한다.
일반적으로 캐소드(1)는 스퍼터링 장치에 사용되는 것으로서, 스퍼터링 장치에 구성되는 진공챔버 내에서 필름이나 유리판 내지는 합성수지판 등의 피착재에 금속물질을 증착시키는 장치이다.
상기 캐소드(1)는, 상방으로 개방된 박스 형상의 외측바디(10)가 구성되고, 상기 외측바디(10) 내부에 수용되고 상방으로 개방된 박스 형상의 내측바디(20)가 구성된다. 또한, 상기 내측바디(20)의 내부 바닥에는 마그네트(30, 40)가 3열로 배열되어 구성되고, 상기 내측바디(20)의 상부를 커버하도록 내측바디(20)의 상단에 부착되어 후술하는 타겟(70)을 지지하는 백킹 플레이트(60)가 구성되고, 상기 백킹 플레이트(60)의 상면에 장착되는 판상의 타겟(70)이 구성된다. 상기 외측바디(10)와 내측바디(20)는 직방형으로 형성된다.
상기 외측바디(10)는 바닥판인 하부 애노드판(11)과, 상기 하부 애노드판(11)의 테두리를 따라 부착되고 상방으로 돌출된 측부 애노드판(13)을 포함하여 구성된다. 또한, 측부 애노드판(13)의 상면에는 전기의 도통을 방지하는 절연판(50)이 부착되고 상기 절연판(50)의 상면에 상기 내측바디(20)가 안착되어 구성된다.
상기 내측바디(20)는 상기 절연판(50)에 하면이 부착되고 외부 측면은 상기 측부 애노드판(13)의 내측면과 이격되어 구성된다.
상기 타겟(70)은 상기 백킹 플레이트(60)의 테두리에 형성된 클램프(80)에 의해 백킹 플레이트(60)의 상면에 밀착되어 구성될 수 있다.
상기 마그네트(30)는 중앙에 1개 구성되고, 그 좌우에 1개씩 구성되어 3열이 되도록 구성된다. 또한 중앙의 마그네트(30)는 상단이 N극이 되도록 하고, 좌우에 구성된 마그네트(40)는 상단이 S극이 되도록 구성한다.
또한, 도 6에서처럼, 내측바디(20)의 바닥에 상기 마그네트(30, 40)를 접착제로 부착하는데 내측바디(20)의 길이방향으로 배열되도록 한다.
상기 구성에 의한 종래기술의 작동례를 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 상기 캐소드(1)를 스퍼터링 장치의 진공챔버 속에 장착한다. 그리고, 상기 스퍼터링 장치 속에 아르곤 등의 불활성 가스를 주입한 후, 상기 타겟(70) 상방으로 필름 등의 피착재가 이송하도록 한다.
그리고, 상기 캐소드(1)에 전기를 인가하게 되면, 상기 타겟(70)의 상방으로 플라즈마가 발생하게 되면서, 타겟(70) 표면의 원자가 상기 피착재에 부착되어 박막을 형성하게 된다.
이때, 자장의 플럭스 형상을 살펴보면 도 2처럼 형성되며, 플럭스 라인(L)의 분포도를 살펴보면 도 3과 같다. 즉, 중앙의 마그네트(30)의 상부 종단 N극에서 좌우측으로 포물선을 그리면서 측방의 마그네트(40)의 상부 종단 S극으로 유입되는 현상이다. 그리고, 플라즈마(P)는 상기 포물선 형상의 플럭스 내부에 형성된다. 즉, 상기 중앙의 마그네트(30)를 경계로 양쪽에 하나씩 플라즈마(P)가 발생하게 된다.
상기 타겟(70)의 상면에서 플라즈마(P)가 발생하는 영역으로부터 금속이온이 이탈되어 피착재에 부착되므로, 상기 플라즈마(P)가 발생하는 영역이 소모된다.
한국 실용신안등록 제20-0450682호 (2010년 10월 15일)
상기 배경 기술에 의하면, 도 4 및 도 5에서처럼, 타겟에서 중앙의 마그네트와 양측 마그네트의 사이에 협소하게 소모가 이루어진다. 이처럼, 협소한 영역에서 소모가 이루어지므로 타겟의 교체 시간이 빨라질 수밖에 없다. 또한, 타겟의 소모효율은 15% 이하에 불과하다. 즉, 타겟의 중앙부와 양측 모서리부의 소모율이 극히 저조한 실정이다.
따라서, 타겟의 교체 주기가 짧아서 자주 작업을 중단해야 하므로 생산성이 저하되는 문제점이 있었고, 타겟을 15% 이상 사용하지 못하고 폐기하게 되어 생산 단가가 상승하는 문제점이 있었다.
또한, 상기 마그네트 중 어느 하나의 자력이 약하거나 손상된 경우, 교체가 어려워서 내측바디를 통째로 교체해야 하는 번거로움이 있었다. 일례로, 상기 마그네트는 접착제에 의해서 내측바디의 바닥에 부착되는데 마그네트를 떼어내기 위해서 망치로 때릴 경우, 오히려 마그네트의 일부만 깨우져서 떨어지고 나머지는 내측바디에 그대로 붙어 있게 되어 마그네트가 부착된 내측바디로 바꿀 수밖에 없었다.
또한, 상기 캐소드를 다양한 사이즈로 제작하여 테스트할 때, 각각의 내측바디를 다양한 사이즈로 만든 후, 상기 내측바디 내부에 마그네트를 접착제로 부착하게 된다. 이때, 상기 마그네트를 분리하여 다른 크기의 내측바디에 부착하여 재사용하는 것이 어려웠다. 따라서, 다양한 사이즈의 내측바디 마다 별도로 마그네트를 구매하여 부착하므로 비용이 많이 소요되는 문제점이 있었다.
본 발명에 의한 마그네트 유니트가 구성된 다극 마그네트론 캐소드는, 상방으로 개방된 박스 형상의 외측바디와, 상기 외측바디 내부에 수용되고 상방으로 개방된 박스 형상의 내측바디와, 상기 내측바디의 상부를 커버하는 백킹 플레이트와, 상기 백킹 플레이트의 상면에 밀착되는 판상의 타겟과, 상기 내측바디의 바닥면에서 중앙부에 배치되고 상단이 N극인 센터 마그네트와, 상기 센터 마그네트의 좌우 측방에 배치되도록 상기 내측바디에 수용되고 상단이 S극인 사이드 마그네트를 포함하여 구성되는 마그네트 유니트가 구성된 다극 마그네트론 캐소드에 있어서;
상기 센터 마그네트의 좌우측방에 N극이 내측방을 향하도록 배열되는 보조 마그네트를 포함하여 구성된다.
또한, 상기 보조 마그네트와 상기 사이드 마그네트 사이에 배치되는 2개의 션트 마그네트를 포함하여 구성되고, 상기 션트 마그네트 중 상기 보조 마그네트 쪽인 내측에 배치되는 션트 마그네트는 상단이 S극이고, 외측에 배치되는 션트 마그네트는 상단이 N극인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 센터 마그네트, 보조 마그네트, 사이드 마그네트 및 션트 마그네트의 바닥면이 부착되는 비자성체의 마그네트 플레이트와, 상기 마그네트 플레이트 및 상기 센터 마그네트, 보조 마그네트, 사이드 마그네트 및 션트 마그네트로 구성된 마그네트 유니트(800)는 전후방으로 다수 개로 배열되고, 상기 마그네트 플레이트가 모두 부착되고 상기 내측바디에 수용되는 지지판을 포함하여 구성된다.
또한, 상기 지지판과 마그네트 플레이트는 볼트에 의해 부착된다.
또한, 상기 센터 마그네트, 보조 마그네트, 내측의 션트 마그네트를 한꺼번에 덮어서 수용하고 상기 마그네트 플레이트에 부착되는 내측 하우징과, 외측의 상기 션트마그네크를 덮어서 수용하는 외측 하우징을 포함하여 구성된다.
또한, 상기 타겟과 상기 백킹 플레이트 사이에 배치되는 자성체를 포함하여 구성된다.
또한, 상기 자성체는 상기 타겟의 모서리부 하방에 배치되도록 구성된다.
본 발명에 의한 마그네트 유니트가 구성된 다극 마그네트론 캐소드는, 보조 마그네트를 센터 마그네트의 양측방에 배치하므로 데드존을 상기 보조 마그네트가 없을 때보다 40mm에서 3mm로 좁힐 수 있으며, 상기 센터 마그네트와 사이드 마그네트 사이에 션터 마그네트를 구성하므로 플러스 라인을 대략 M형으로 만들 수 있으므로, 플라즈마를 좌우 측방으로 확장시킬 수 있기에, 타겟의 소모 면적을 배경기술에 비하면 더욱 확장시킬 수 있는 효과가 있다. 또한, 타겟의 모서리부의 하방에 배치한 자성체에 의해서 상기 모서리부의 소모량을 증가시킬 수 있다.
따라서, 타겟의 교체 시간이 길어지므로 생산성이 향상되고, 타겟의 소모 면적을 증가시킬 수 있으므로 생산 효율이 향상되는 효과가 있다.
또한, 마그네트 유니트가 내측 바디의 길이 방향으로 배치되므로 어느 하나의 마그네트가 불량일 경우, 상기 마그네트가 장착된 마그네트 유니트만 교체하면 되므로 유지보수가 용이한 효과가 있다.
또한, 내측 바디의 길이를 변경할 경우, 이미 장착된 상기 마그네트를 분리하여 재장착할 수 있기 때문에 재사용이 가능하다. 따라서, 길이가 변경된 내측 바디에 재사용이 가능한 효과가 있다.
도 1은 배경기술에 의한 캐소드를 도시한 단면도.
도 2는 배경기술에 의한 캐소드에 의해서 형성된 자장의 플럭스 형상을 도시한 예시도.
도 3은 배경기술에 의한 캐소드에 의해서 타겟의 표면부터 2mm 간격으로 타겟 내부에 각각 형성되는 플럭스 라인을 도시한 그래프.
도 4는 배경기술에 의한 캐소드에 의해서 실제로 타겟이 소모된 형상을 도 3과 함께 도시한 그래프.
도 5는 배경기술에 의한 캐소드에 의해서 실제로 타겟이 소모된 형상을 도시한 간략도.
도 6은 배경기술에 의한 캐소드의 내측바디 내부에 마그네트가 내측바디의 길이방향으로 부착된 상태를 도시한 사시도.
도 7은 본 발명에 의한 마그네트 유니트가 구성된 다극 마그네트론 캐소드를 도시한 단면도.
도 8은 본 발명에 의한 마그네트 유니트가 구성된 다극 마그네트론 캐소드에 구성되는 지지판에 마그네트 유니트가 부착된 것을 도시한 사시도.
도 9는 본 발명에 의한 마그네트 유니트가 구성된 다극 마그네트론 캐소드로서 션트 마그네트를 생략한 5열 상태에서 발생하는 자장 플럭스의 형상을 도시한 예시도.
도 10은 도 9에 의한 마그네트의 배열에서 타겟의 표면부터 2mm 간격으로 타겟 내부에 각각 형성되는 플럭스 라인을 도시한 그래프.
도 11은 도 9에 의한 마그네트의 5극 배열에서 실제로 타겟이 소모된 형상을 도 10과 함께 도시한 그래프.
도 12는 도 9에 의한 마그네트의 5극 배열에서 실제로 타겟이 소모된 형상을 도시한 간략도.
도 13은 본 발명에 의한 마그네트 유니트가 구성된 다극 마그네트론 캐소드로서 션트 마그네트를 추가하여 9열 상태에서 발생하는 자장 플럭스의 형상을 도시한 예시도.
도 14는 본 발명에 의한 마그네트 유니트가 구성된 다극 마그네트론 캐소드로서 마그네트의 9극 배열에 의해서, 타겟의 표면부터 2mm 간격으로 타겟 내부에 각각 형성되는 플럭스 라인을 도시한 그래프.
도 15는 본 발명에 의한 마그네트 유니트가 구성된 다극 마그네트론 캐소드로서 마그네트의 9극 배열에 의해서 실제로 타겟이 소모된 형상을 도시한 간략도.
도 16은 본 발명에 의한 마그네트 유니트가 구성된 다극 마그네트론 캐소드로서, 마그네트가 9극으로 배열되고 타겟의 하면에 자성체가 구성된 상태에서 형성되는, 플럭스 라인을 도시한 예시도.
도 17은 도 16에 의해서 타겟의 모서리부가 마모된 상태를 도시한 예시도.
이하, 첨부되는 도면과 관련하여 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시구성과 작동례를 살펴보면 다음과 같다.
도 7은 본 발명에 의한 마그네트 유니트가 구성된 다극 마그네트론 캐소드를 도시한 단면도, 도 8은 본 발명에 의한 마그네트 유니트가 구성된 다극 마그네트론 캐소드에 구성되는 지지판에 마그네트 유니트가 부착된 것을 도시한 사시도, 도 9는 본 발명에 의한 마그네트 유니트가 구성된 다극 마그네트론 캐소드로서 션트 마그네트를 생략한 5열 상태에서 발생하는 자장 플럭스의 형상을 도시한 예시도, 도 10은 도 9에 의한 마그네트의 배열에서 타겟의 표면부터 2mm 간격으로 타겟 내부에 각각 형성되는 플럭스 라인을 도시한 그래프, 도 11은 도 9에 의한 마그네트의 5극 배열에서 실제로 타겟이 소모된 형상을 도 10과 함께 도시한 그래프, 도 12는 도 9에 의한 마그네트의 5극 배열에서 실제로 타겟이 소모된 형상을 도시한 간략도, 도 13은 본 발명에 의한 마그네트 유니트가 구성된 다극 마그네트론 캐소드로서 션트 마그네트를 추가하여 9열 상태에서 발생하는 자장 플럭스의 형상을 도시한 예시도, 도 14는 본 발명에 의한 마그네트 유니트가 구성된 다극 마그네트론 캐소드로서 마그네트의 9극 배열에 의해서, 타겟의 표면부터 2mm 간격으로 타겟 내부에 각각 형성되는 플럭스 라인을 도시한 그래프, 도 15는 본 발명에 의한 마그네트 유니트가 구성된 다극 마그네트론 캐소드로서 마그네트의 9극 배열에 의해서 실제로 타겟이 소모된 형상을 도시한 간략도, 도 16은 본 발명에 의한 마그네트 유니트가 구성된 다극 마그네트론 캐소드로서, 마그네트가 9극으로 배열되고 타겟의 하면에 자성체가 구성된 상태에서 형성되는, 플럭스 라인을 도시한 예시도, 도 17은 도 16에 의해서 타겟의 모서리부가 마모된 상태를 도시한 예시도로서 함께 설명한다.
일반적으로 캐소드는 스퍼터링 장치에 사용되는 것으로서, 스퍼터링 장치에 구성되는 진공챔버 내에서 필름이나 유리판 내지는 합성수지판 등의 피착재에 금속물질을 증착시키는 장치이다.
상기 캐소드는 상방으로 개방된 박스 형상의 외측바디(100)가 구성되고, 상기 외측바디(100) 내부에 수용되고 상방으로 개방된 박스 형상의 내측바디(200)가 구성된다. 또한, 상기 내측바디(200)의 내부 바닥면에서 중앙부에 배치되고 상단이 N극인 센터 마그네트(310)와, 상기 센터 마그네트(310)의 좌우 측방에 배치되고 상단이 S극인 사이드 마그네트(320)를 포함하여 구성된다.
또한, 상기 내측바디(200)의 상부를 커버하는 백킹 플레이트(500)가 구성되고, 상기 백킹 플레이트(500)의 상면에 장착되는 판상의 타겟(600)이 구성된다.
상기 외측바디(100)는 바닥판인 하부 애노드판(110)과, 상기 하부 애노드판(110)의 테두리를 따라 부착되고 상방으로 돌출된 측부 애노드판(120)을 포함하여 구성된다. 또한, 하부 애노드판(110)과 내측바디(200)의 사이에는 전기의 도통을 방지하는 절연판(400)이 개재되어 구성된다.
상기 내측바디(200)의 외부 측면은 상기 측부 애노드판(120)의 내측면과 이격되므로 아크가 발생하지 않도록 구성된다.
상기 타겟(600)은 상기 백킹 플레이트(500)의 테두리에 형성된 클램프(700)에 의해 백킹 플레이트(5000)의 상면에 밀착되어 구성될 수 있다.
본 발명에서는 상기 캐소드를 개선하여 타겟(600)이 효율적으로 소모될 수 있도록 구성한 것을 특징으로 한다.
이를 위하여 본 발명에서는 다음과 같이 구성한다.
상기 센터 마그네트(310)의 좌우측방(상기 사이드 마그네트를 향하는 면)에 데드 존(dead zone)의 폭을 기존보다 좁힐 수 있도록, N극이 센터 마그네트(310) 쪽인 내측방을 향하도록 배열되는 보조 마그네트(330)를 포함하여 구성된다. 상기 보조 마그네트(330)는 일례로 상기 센터 마그네트(310)의 좌우측면에 밀착되어 구성되므로 상기 센터 마그네트(310)의 자장에 더 큰 영향력을 미치도록 구성하는 것이 바람직하다. 상기 데드 존은 도 12에서 도시한 것처럼, 타겟(600)의 상면에서 센터 마그네트(340)의 상부에 대응되는 영역으로서 양쪽 플라즈마(P) 사이에 위치하므로 소모되지 않는 구역을 일컫는다.
또한, 상기 센터 마그네트(310)와 상기 사이드 마그네트(320) 사이에 배치되어, 포물선 형상인 자장의 플럭스 형상을 대략 M자형으로 변형시켜서 플라즈마를 좌우측방으로 확장시키므로 타겟(600)의 소모 면적을 넓히도록, 2개의 션트 마그네트(340, 345)를 포함하여 구성된다.
상기 션트 마그네트(340) 중 상기 보조 마그네트(330) 쪽인 내측에 배치되는 션트 마그네트(340)는 상단이 S극이고, 외측에 배치되는 션트 마그네트(345)는 상단이 N극이 되도록 구성된다.
또한, 상기 센터 마그네트(310), 보조 마그네트(330), 사이드 마그네트(320) 및 션트 마그네트(340, 345)의 바닥면이 부착되는 비자성체의 마그네트 플레이트(810)가 상기 내측바디(200)에 수용되어 구성된다. 상기 마그네트 플레이트(810)는 비자성체이므로 자력이 상방을 향하도록 한다.
상기 마그네트 플레이트(810) 및 상기 센터 마그네트(310), 보조 마그네트(330), 사이드 마그네트(320) 및 션트 마그네트(340, 345)로 구성된 마그네트 유니트(800)는 전후방으로 다수 개로 배열된다.
즉, 상기 마그네트 유니트(800)는 하나의 마그네트 플레이트(810)의 상면에 상기 센터 마그네트(310)가 부착되고, 좌우측으로 보조 마그네트(330), 션트 마그네트(340, 345), 사이드 마그네트(320) 순으로 마그네트 플레이트(810)에 지지되어 구성된다.
일반적으로 상기 내측바디(200)와 외측바디(100)는 직방형으로 형성되므로 마그네트 유니트(800)는 상기 내측바디(200)의 길이방향으로 배열되어 구성된다.
또한, 상기 마그네트 플레이트(810)가 모두 부착되고 상기 내측바디(200)에 수용되는 지지판(820)이 구성된다. 상기 지지판(820)과 마그네트 플레이트(810)는 볼트(830)에 의해 부착되어 구성되는데 지지판(820)의 하면에 카운트 보링홀(825)이 관통되고, 마그네트 플레이트(810)에는 상기 카운트 보링홀(825)에 대응되는 탭홀(813)이 구성된다. 그리고, 상기 카운트 보링홀(825)을 통해서 탭홀(813)에 체결되는 볼트(830)에 의해서 부착될 수 있다.
또한, 상기 센터 마그네트(310), 보조 마그네트(330), 내측의 션트 마그네트(340)를 한꺼번에 덮어서 수용하고 상기 마그네트 플레이트(810)에 부착되는 내측 하우징(910)이 구성된다. 또한, 외측의 상기 션트마그네크(345)를 덮어서 수용하는 외측 하우징(920)이 구성된다. 그리고, 상기 사이드 마그네트(320)는 외측 하우징(920)의 외측면에 밀착되어 구성된다. 따라서, 마그네트 플레이트(810) 및 상기 센터 마그네트(310), 보조 마그네트(330), 사이드 마그네트(320) 및 션트 마그네트(340, 345)가 자력에 의해서 배열이 흐트러지는 현상을 방지할 수 있다.
또한, 상기 타겟(600)과 상기 백킹 플레이트(500) 사이에 배치되는 자성체(G)를 포함하여 구성할 수 있다. 상기 자성체(G)는 일례로서 마그네트에 부착되는 금속 판재로 구성할 수 있는데, 상기 타겟(600)의 모서리부(610) 하방에 배치하는 것이 바람직하다.
상기 구성에 의한 본 발명의 작동례를 살펴보면 다음과 같다.
상기 센터 마그네트(310)에서 상기 사이드 마그네트(320)로 자장 플럭스 라인이 포물선 모양으로 유입된다. 이때, 도 9에서처럼, 상기 센터 마그네트(310)의 좌우측에 보조 마그네트(330)를 배치시키면, 양측 포물선의 거리가 배경기술보다 더욱 근접하게 되고, 자속 밀도가 증가되어 자장의 세기가 증가되어 포물선의 높이가 상승하게 된다. 이것은 상기 보조 마그네트(330)의 척력이 상기 센터 마그네트(310)의 N극에서 배출되는 자장 플럭스 라인을 더욱 강하게 밀어주기 때문이다.
따라서, 도 10 및 도 11에서처럼, 자장 플럭스 라인(L)을 얻을 수 있다. 상기 자장 플럭스 라인(L)은 배경기술에 의한 자장 플러스 라인(L)에 비해서 양측 포물선의 거리가 근접하고 높이가 높은 것을 알 수 있다. 따라서, 더욱 강력한 플라즈마(P)를 형성시킬 수 있다(플라즈마는 상기 자장의 세기에 비례한다).
따라서, 도 12에서처럼, 데드존(D)의 폭이 배경기술에 비해서 더욱 좁혀지므로 약 25%의 소모 효율을 얻을 수 있다.
실제로, 플라즈마(P)는 자장 플럭스 라인(L) 안에 형성되므로 상기 자장 플럭스 라인(L)의 변형으로 상기 데드 존(D)을 좁힐 수 있는 것은 당연하다.
이 상태에서, 상기 션터 마그네트(340)를 더 구성하므로, 도 13에서처럼, 상기 센터 마그네트(310)에서 상기 사이드 마그네트(320)로 유입되는 자장 플럭스 라인(L)의 중앙부가 상기 션트 마그네트(340)에 의해서 하방으로 오목하게 되므로 대략 M자형을 형성하는 것을 알 수 있다. 도 14는 이러한 점을 잘 반영하고 있는 플럭스 라인 분포를 도시한 것이다.
이것은 션터 마그네트(340)의 N극에서 S극으로 유입되는 자장 플럭스 라인(L)과 상기 센터 마그네트(310)에서 상기 사이드 마그네트(320)로 유입되는 자장 플럭스 라인(L)이 상쇄에 의해 자연히 형성되는 일반적인 사항이다.
따라서, 본래 하나의 포물선 형상의 자장 플럭스 라인(L)이 대략 M자형으로 2개의 포물선을 형성하므로, 새로 형성된 2개의 포물선 안에 플라즈마(P)가 형성되고, 이 플라즈마(P)는 근접한 상태에 있으므로 상호 연결되어 도 15에서처럼, 좌우 측방으로 확장된 플라즈마 형상을 이루게 된다.
따라서, 도 15에서처럼, 타겟(600)은 데드 존(D)이 배경 기술에 비해서 더욱협소하게 좁아지고, 좌우 측방으로 소모 면적을 넓힐 수 있으므로 더욱 효율적으로 타겟(600)을 소모할 수 있는데, 약 45% 이상의 소모 효율을 얻을 수 있다.
또한, 도 16 및 도 17에서처럼 자성체(G)가 구성된 경우, 타겟(600)의 중심부에서 외측방을 향하는 자장 플럭스 라인(L)이 자성체(G) 쪽으로 유입되는 현상이 발생한다. 즉, 도 16 및 도 17에서처럼, 타겟(600)의 모서리부(610)에서 자속 밀도가 증가하게 되고 자장의 세기가 증가하게 된다. 따라서, 상기 모서리부(610)에서 플라즈마(P)의 밀도가 증가하게 되고 이러한 현상은 모서리부(610)의 소모량을 증가시킬 수 있다. 상기에 언급한 것처럼, 플라즈마는 상기 자장의 세기에 비례하고 플라즈마가 강력해지면 타겟(600)의 소모량을 증가시킬 수 있다.
본 명세서에서 설명되는 실시예와 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 예시적으로 설명하는 것에 불과하다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라, 설명하기 위한 것이므로, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술사상의 범위가 한정되는 것은 아님은 자명하다. 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형례와 구체적인 실시예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
90: 마그네트 유니트가 구성된 다극 마그네트론 캐소드 100: 외측바디 110: 하부 애노드판 120: 측부 애노드판 200: 내측바디 310: 센터 마그네트 320: 사이드 마그네트 330: 보조 마그네트 340: 션터 마그네트 400: 절연판 500: 백킹 플레이트 600: 타겟 810: 마그네트 플레이트 910: 메인 커버 920: 보조 커버 D: 데드 존 L: 플럭스 라인 P: 플라즈마

Claims (7)

  1. 상방으로 개방된 박스 형상의 외측바디(100)와,
    상기 외측바디(100) 내부에 수용되고 상방으로 개방된 박스 형상의 내측바디(200)와,
    상기 내측바디(200)의 상부를 커버하는 백킹 플레이트(500)와,
    상기 백킹 플레이트(500)의 상면에 밀착되는 판상의 타겟(600)과,
    상기 내측바디(200)의 바닥면에서 중앙부에 배치되고 상단이 N극인 센터 마그네트(310)와,
    상기 센터 마그네트(310)의 좌우 측방에 배치되도록 상기 내측바디(200)에 수용되고 상단이 S극인 사이드 마그네트(320)를 포함하여 구성되는 캐소드에 있어서;
    상기 센터 마그네트(310)의 좌우측방에 N극이 내측방을 향하도록 배열되는 보조 마그네트(330)를 포함하여 구성되고,
    상기 타겟(600)과 상기 백킹 플레이트(500) 사이에 배치되는 자성체(G)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 마그네트 유니트가 구성된 다극 마그네트론 캐소드.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 보조 마그네트(330)와 상기 사이드 마그네트(320) 사이에 배치되는 2개의 션트 마그네트(340, 345)를 포함하여 구성되고,
    상기 션트 마그네트(340, 345) 중 상기 보조 마그네트(330) 쪽인 내측에 배치되는 션트 마그네트(340)는 상단이 S극이고, 외측에 배치되는 션트 마그네트(345)는 상단이 N극인 것을 특징으로 하는 마그네트 유니트가 구성된 다극 마그네트론 캐소드.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 센터 마그네트(310), 보조 마그네트(330), 사이드 마그네트(320) 및 션트 마그네트(340, 345)의 바닥면이 부착되는 비자성체의 마그네트 플레이트(810)와,
    상기 마그네트 플레이트(810) 및 상기 센터 마그네트(310), 보조 마그네트(330), 사이드 마그네트(320) 및 션트 마그네트(340, 345)로 구성된 마그네트 유니트(800)는 전후방으로 다수 개로 배열되고,
    상기 마그네트 플레이트(810)가 모두 부착되고 상기 내측바디(200)에 수용되는 지지판(820)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 마그네트 유니트가 구성된 다극 마그네트론 캐소드.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 지지판(820)과 마그네트 플레이트(810)는 볼트(830)에 의해 부착되어 구성되는 것을 특징으로 하는 마그네트 유니트가 구성된 다극 마그네트론 캐소드.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 센터 마그네트(310), 보조 마그네트(330), 내측의 션트 마그네트(340)를 한꺼번에 덮어서 수용하고 상기 마그네트 플레이트(810)에 부착되는 내측 하우징(910)과,
    상기 션트마그네크(345)를 덮어서 수용하는 외측 하우징(920)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 마그네트 유니트가 구성된 다극 마그네트론 캐소드.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 자성체(G)는 상기 타겟(600)의 모서리부(610) 하방에 배치되도록 구성된 것을 특징으로 하는 마그네트 유니트가 구성된 다극 마그네트론 캐소드.
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