KR101687302B1

KR101687302B1 - Apparatus to sputter

Info

Publication number: KR101687302B1
Application number: KR1020150083105A
Authority: KR
Inventors: 박지훈; 신상호
Original assignee: 주식회사 에스에프에이
Priority date: 2015-06-12
Filing date: 2015-06-12
Publication date: 2016-12-16

Abstract

A sputtering apparatus is disclosed. A sputtering apparatus according to an embodiment of the present invention includes: a target for providing a deposition material toward a substrate placed in a deposition position inside a chamber; a rotating cathode provided inside the target and having a magnet unit generating a magnetic field for deposition between the rotating cathode and the substrate, wherein the magnet unit comprises: a base pole plate; a plurality of magnets coupled to the base pole plate to generate a magnetic field; and a plurality of electromagnetic parts provided on an upper portion of the base pole plate to be spaced apart from the base pole plate and arranged to be spaced apart from each other along a longitudinal direction of the target to change a magnetic field formed on a surface of the target.

Description

스퍼터 장치{APPARATUS TO SPUTTER}[0001] APPARATUS TO SPUTTER [0002]

본 발명은, 스퍼터 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 타겟 주변에 플라즈마 분포를 균일하게 하도록 타겟 표면에 형성되는 자기장의 형상 및 세기를 변경하기 용이한 스퍼터 장치에 관한 것이다.Field of the Invention [0002] The present invention relates to a sputtering apparatus, and more particularly, to a sputtering apparatus capable of easily changing the shape and intensity of a magnetic field formed on a target surface so as to uniform the plasma distribution around the target.

LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel) 및 OLED(Organic Light Emitting Diodes) 등의 디스플레이나 반도체는 박막 증착(Deposition), 식각(Etching) 등의 다양한 공정을 거쳐 제품으로 출시된다.Displays and semiconductors such as LCD (Liquid Crystal Display), PDP (Plasma Display Panel) and OLED (Organic Light Emitting Diodes) are manufactured through various processes such as thin film deposition and etching.

다양한 공정 중에서 특히 박막 증착 공정은, 증착의 중요한 원칙에 따라 크게 두 가지로 나뉜다.Among various processes, the thin film deposition process is largely divided into two according to the important principle of the deposition.

하나는 화학적 기상 증착(Chemical Vapor deposition, CVD)이고, 다른 하나는 물리적 기상 증착(Physical Vapor Deposition, PVD)이며, 이들은 현재 공정의 특성에 맞게 널리 사용되고 있다.One is Chemical Vapor Deposition (CVD), and the other is Physical Vapor Deposition (PVD), which is widely used in accordance with current process characteristics.

화학적 기상 증착은, 외부의 고주파 전원에 의해 플라즈마(Plasma)화 되어 높은 에너지를 갖는 실리콘계 화합물 이온(ion)이 전극을 통해 샤워헤드로부터 분출되어 기판 상에 증착되도록 하는 방식이다.The chemical vapor deposition is a method of plasma-forming by an external high-frequency power source so that silicon compound ions having high energy are ejected from the showerhead through the electrode and deposited on the substrate.

이에 반해, 스퍼터 장치로 대변될 수 있는 물리적 기상 증착은, 플라즈마 내의 이온에 충분한 에너지를 걸어주어 타겟에 충돌되도록 한 후에 타겟으로부터 튀어나오는, 즉 스퍼터되는 타겟 원자가 기판 상에 증착되도록 하는 방식이다.In contrast, physical vapor deposition, which can be represented by a sputtering apparatus, is a method in which enough energy is applied to ions in a plasma to collide with a target, and then sputtered target atoms are deposited on the substrate.

물론, 물리적 기상 증착에는 전술한 스퍼터(Sputter) 방식 외에도 이-빔(E-Beam), 이베퍼레이션(Evaporation), 서멀 이베퍼레이션(Thermal Evaporation) 등의 방식이 있기는 하지만, 이하에서는 스퍼터링 방식의 스퍼터 장치를 물리적 기상 증착이라 하기로 한다.Of course, in addition to the above-described sputtering method, physical vapor deposition may be performed by a method such as E-Beam, Evaporation, Thermal Evaporation, etc. Hereinafter, a sputtering method Will be referred to as physical vapor deposition.

종래 스퍼터 장치의 캐소드는 평면 형태의 캐소드가 주를 이루었으나, 최근에 들어서는 캐소드가 회전축을 기준으로 360°회전 가능한 회전형 캐소드가 개발되어 사용이 점차 증가하고 있다.Conventionally, a cathode of a sputtering apparatus is mainly composed of a cathode in the form of a flat plate. Recently, however, a rotatable cathode having a cathode rotatable by 360 degrees with respect to the axis of rotation has been developed and its use is gradually increasing.

이러한, 종래의 회전형 캐소드를 포함하는 스퍼터 장치는, 장치 조절의 용이성, 고증착율, 낮은 제조단가, 방출 전자 제한, 내화 금속 및 화합물에의 적용 가능성 등의 다양한 장점으로 인해 특히, LCD, PDP, OLED 등의 디스플레이 제조에 폭넓게 사용되고 있다.Such a conventional sputtering device including a rotatable cathode is particularly advantageous for LCDs, PDPs, and PDPs due to various advantages such as ease of device control, high deposition rate, low manufacturing cost, emission electron limitation, And is widely used in the manufacture of displays such as OLEDs.

도 1은 종래의 스퍼터 장치를 개략적으로 나타내는 구조도이다.BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is a schematic view showing a conventional sputtering apparatus. FIG.

도 1을 참조하면, 종래의 회전형 캐소드(20)는, 챔버(10) 내에서 증착 위치에 놓인 기판(G)을 향하여 증착 물질을 제공하는 스퍼터 소스로서의 타겟(21)과, 타겟(21)의 내부에 마련된 복수의 마그네트(23,24,25)와, 타겟(21)과 복수의 마그네트(23,24,25) 사이에 배치되며 외벽에 타겟(21)이 마련되는 캐소드 백킹튜브(22)를 포함한다.Referring to Figure 1, a conventional rotatable cathode 20 includes a target 21 as a sputter source for providing deposition material toward a substrate G in a deposition position in a chamber 10, A cathode backing tube 22 disposed between the target 21 and a plurality of magnets 23, 24 and 25 and provided with a target 21 on an outer wall thereof, a plurality of magnets 23, .

또한, 챔버(10)의 외부에는 타겟(21)으로 전원을 공급하는 전원공급부(26)가 마련되며, 아르곤 가스와 같은 불활성 기체가 고진공으로 유지되는 챔버(10)의 내부에 주입된다.A power supply 26 for supplying power to the target 21 is provided outside the chamber 10 and an inert gas such as argon gas is injected into the chamber 10 maintained at a high vacuum.

타겟(21)은 캐소드 백킹튜브(22)의 외벽에 마련되는데, 외부로부터 공급되는 파워에 의해 캐소드 백킹튜브(22)가 음전압이 되면 캐소드 백킹튜브(22)에 연결된 타겟(21)이 스퍼터링(Sputtering)되며 기판(G) 상에 박막 증착이 이루어진다.The target 21 is provided on the outer wall of the cathode backing tube 22. When the cathode backing tube 22 becomes a negative voltage due to power supplied from the outside, the target 21 connected to the cathode backing tube 22 is sputtered And the thin film is deposited on the substrate (G).

구체적으로, 타겟(21)에 음전압이 인가되면 방전이 시작되며, 방전으로 인해 이온화된 불활성 기체분자, 즉 이온은 음전압에 의해 가속되어 타겟(21)에 충돌되고 타겟(21)의 표면으로부터 코사인 법칙에 따라 다양한 방향으로 스퍼터링된 원자를 방출시킨다.Specifically, when a negative voltage is applied to the target 21, a discharge is initiated, and the inert gas molecules ionized by the discharge, that is, the ions are accelerated by the negative voltage to impinge on the target 21, According to the cosine law, atoms are sputtered in various directions.

그리고, 스퍼터링된 원자들의 일부가 기판(G)에 증착됨으로써 기판(G)에 박막을 형성한다.Then, a part of the sputtered atoms is deposited on the substrate G to form a thin film on the substrate G.

이때, 도 1에서 도시한 바와 같이, 타겟(21)의 내부에 배치된 제1 내지 제3 마그네트(23,24,25)는 타겟(21)의 표면에 자기장을 형성하고 타겟(21)의 표면으로부터 방출된 스퍼터링된 원자들에 영향을 주어 증착효율을 높일 수 있다.1, the first to third magnets 23, 24, and 25 disposed inside the target 21 form a magnetic field on the surface of the target 21, and the surface of the target 21 Lt; RTI ID = 0.0 > deposition < / RTI > efficiency.

상기와 같이, 제1 내지 제3 마그네트(23,24,25)를 적용하는 경우, 증착 효율을 높이는데 있어 유리하지만 제1 내지 제3 마그네트(23,24,25)로 인해 타겟(21)의 식각면이 불균일하게 식각되어 기판에 증착되는 박막의 균일도가 저해될 수 있다.As described above, when the first to third magnets 23, 24, and 25 are used, although it is advantageous to increase the deposition efficiency, the first to third magnets 23, 24, The etched surface may be unevenly etched and the uniformity of the thin film deposited on the substrate may be hindered.

즉, 타겟 주변의 플라즈마 분포의 불균일로 인해 기판에 증착되는 박막의 균일도가 저해되는 문제점이 있었다.That is, there is a problem that uniformity of the thin film deposited on the substrate is hindered due to unevenness of the plasma distribution around the target.

이를 보완하기 위해 종래에는 제1 내지 제3 마그네트(23,24,25)의 높이를 조절하여 타겟(21) 표면에서의 자기장의 세기를 변경하였다.In order to compensate for this, conventionally, the heights of the first to third magnets 23, 24, 25 have been adjusted to change the intensity of the magnetic field on the surface of the target 21.

그러나, 상기한 방법은 타겟(21) 표면에서 플라즈마 균일도 문제를 완전하게 해결해주지 못할 뿐만 아니라 매번 공정조건이 변할 때 마다 진공 벤팅(venting) 후 조정 작업을 해야하기 때문에 상당한 시간과 비용을 소요되어 생산성을 저하시키는 문제점이 있다.However, the above-described method can not completely solve the problem of plasma uniformity on the surface of the target 21, and it requires considerable time and cost since it is necessary to perform adjustment after vacuum venting every time the process condition is changed. .

따라서, 타겟(21) 주변의 플라즈마 균일도를 용이하게 향상시킬 수 있는 연구가 필요하다.Therefore, there is a need for research that can easily improve the plasma uniformity around the target 21.

[문헌1] 대한민국 공개특허 제10-2006-0111896호(2006.10.30. 공개)[Patent Document 1] Korean Patent Publication No. 10-2006-0111896 (published on October 30, 2006)

따라서 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 타겟 표면에 형성되는 자기장의 형상 및 세기를 용이하게 변경함으로써, 타겟 주변의 플라즈마 균일도를 향상할 수 있으며 아울러 타겟의 사용 효율을 높일 수 있는 스퍼터링 장치를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a sputtering apparatus capable of improving plasma uniformity around a target by easily changing the shape and intensity of a magnetic field formed on a target surface, .

본 발명의 일 측면에 따르면, 챔버 내부의 증착위치에 놓인 기판을 향하여 증착물질을 제공하는 타겟과, 상기 타겟의 내부에 마련되어 상기 기판과의 사이에 증착을 위한 자기장을 발생시키는 마그네트 유닛을 구비하는 회전형 캐소드를 포함하며, 상기 마그네트 유닛은, 베이스 폴 플레이트; 상기 베이스 폴 플레이트에 결합되어 자기장을 발생시키는 복수의 마그네트; 및 상기 베이스 폴 플레이트의 상부에 이격되게 마련되고 상기 타겟의 길이방향을 따라 상호 이격되게 배치되며, 상기 타겟의 길이방향을 따라 상기 타겟의 표면에 형성되는 자기장을 변경가능하게 하는 복수 개의 조정구역을 형성하는 복수의 전자석부를 포함하며, 상기 전자석부는, 상기 각각의 조정구역에 위치하는 복수의 전자석 코일을 포함하고, 상기 마그네트 유닛은, 복수의 상기 전자석 코일에 연결되어 복수의 상기 전자석 코일을 상기 베이스 폴 플레이트의 상부에 미리 결정된 간격만큼 이격되게 지지하며, 복수의 상기 전자석 코일 각각에 전류를 공급하는 전자석 바; 및 복수의 상기 전자석 코일에 각각 공급되는 전류 값을 조절하여 상기 전자석부에서 발생되는 자기장을 변경가능하게 하는 전자석 제어모듈을 더 포함하며, 상기 전자석 제어모듈은, 복수의 상기 전자석 코일에 각각 연결되어 복수의 상기 전자석 코일에 흐르는 전류 값을 조절하는 복수의 가변저항을 포함하는 스퍼터 장치가 제공될 수 있다.
상기 전자석 코일은, 상기 베이스 폴 플레이트에 교차되는 높이방향을 중심축으로 감길 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a plasma processing apparatus comprising: a target for providing a deposition material toward a substrate placed in a deposition position inside a chamber; and a magnet unit provided inside the target and generating a magnetic field for deposition between the substrate and the substrate And a rotating cathode, wherein the magnet unit comprises: a base pole plate; A plurality of magnets coupled to the base pole plate to generate a magnetic field; And a plurality of control areas spaced apart from the top of the base pawl plate and spaced apart from one another along a longitudinal direction of the target, the plurality of control areas varying a magnetic field formed on a surface of the target along a longitudinal direction of the target Wherein the electromagnet portion includes a plurality of electromagnet coils located in the respective control regions, and the magnet unit is connected to the plurality of electromagnet coils, and the plurality of electromagnet coils are connected to the base An electromagnet bar which supports the pole plate at a predetermined distance apart from the pole plate and supplies a current to each of the plurality of electromagnet coils; And an electromagnet control module for controlling a current value supplied to each of the plurality of electromagnet coils to change a magnetic field generated in the electromagnet portion, wherein the electromagnet control module is connected to the plurality of electromagnet coils There is provided a sputtering apparatus including a plurality of variable resistors for adjusting current values flowing through a plurality of electromagnet coils.
The electromagnet coil may be wound around the center pole in a height direction intersecting the base pole plate.

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상기 복수의 마그네트는, 상기 베이스 폴 플레이트의 중심영역에 배치되는 중심부 마그네트; 및 상기 중심부 마그네트의 양측 외곽에 각각 배치되는 외곽부 마그네트를 포함하며, 상기 중심부 마그네트와 상기 외곽부 마그네트들은 자기모멘트(N극/S극) 방향이 서로 다르게 배치될 수 있다.The plurality of magnets includes a center magnet disposed in a central region of the base pole plate; And an outer frame magnet disposed on both outer sides of the central magnet, wherein the center magnet and the outer frame magnets may be arranged so that their magnetic moments (N pole / S pole) are different from each other.

상기 중심부 마그네트의 자기력선은 상기 전자석부의 자기력선과 동일한 방향일 수 있다.The line of magnetic force of the center magnet may be in the same direction as the line of magnetic force of the electromagnetic portion.

상기 중심부 마그네트는, 상기 베이스 폴 플레이트에 결합되는 제1 자성체를 포함하며 상기 외곽부 마그네트는, 상기 제1 자성체의 외곽에 배치되고 상기 베이스 폴 플레이트에 결합되는 제2 자성체를 포함하며, 상기 제1 자성체와 상기 제2 자성체는 영구자석으로 마련될 수 있다.Wherein the center magnet includes a first magnetic body coupled to the base pole plate and the outer magnet includes a second magnetic body disposed on an outer periphery of the first magnetic body and coupled to the base pole plate, The magnetic body and the second magnetic body may be provided as permanent magnets.

상기 회전형 캐소드는, 상기 타겟과 상기 마그네트 유닛 사이에 배치되며, 상기 타겟의 내벽에 마련되는 캐소드 백킹튜브; 상기 캐소드 백킹튜브의 일단부에 연결되어 상기 캐소드 백킹튜브를 회전시키는 캐소드 회전축; 및 상기 캐소드 회전축에 연결되어 상기 캐소드 회전축과 상기 캐소드 백킹튜브와 상기 타겟을 함께 회전시키는 회전 동력을 제공하는 회전동력 제공부를 더 포함할 수 있다.The rotating cathode includes a cathode backing tube disposed between the target and the magnet unit and provided on an inner wall of the target; A cathode rotation shaft connected to one end of the cathode backing tube to rotate the cathode backing tube; And a rotation power providing unit connected to the cathode rotation axis to provide rotational power to rotate the cathode rotation shaft, the cathode backing tube, and the target together.

상기 회전형 캐소드는, 상기 캐소드 회전축의 일측에 마련되어 상기 캐소드 백킹튜브와 상기 마그네트 유닛 사이에 냉각수를 순환시켜 상기 타겟을 냉각시키는 냉각부를 더 포함할 수 있다.The rotating cathode may further include a cooling unit provided at one side of the cathode rotation axis and cooling the target by circulating cooling water between the cathode backing tube and the magnet unit.

상기 회전형 캐소드는, 상기 캐소드 회전축의 일단부가 수용되며 상기 캐소드 회전축을 회전가능하게 지지하는 엔드블록; 및 상기 엔드블록에 대향되게 배치되며, 상기 캐소드 백킹튜브의 타단부에 연결되어 상기 캐소드 백킹튜브를 회전가능하게 지지하는 회전 지지블록을 더 포함할 수 있다.The rotary type cathode includes an end block that receives one end of the cathode rotation axis and rotatably supports the cathode rotation axis; And a rotation support block disposed opposite to the end block and connected to the other end of the cathode backing tube to rotatably support the cathode backing tube.

상기 회전형 캐소드는, 상기 타겟의 길이방향을 따라 상기 타겟을 감싸도록 배치되며, 상기 타겟으로부터 스퍼터링되는 증착물질이 상기 기판 방향으로 스퍼터링되도록 상기 기판에 대향되는 상기 타겟의 일 영역을 개방하는 쉴드부를 더 포함할 수 있다.The rotating cathode is disposed to surround the target along the longitudinal direction of the target and includes a shield portion opening a region of the target opposite to the substrate so that the evaporation material sputtered from the target is sputtered toward the substrate .

상기 쉴드부는, 상기 타겟의 일 영역의 반대편에 위치한 상기 타겟의 타 영역을 감싸는 제1 쉴드; 및 상기 제1 쉴드의 외측에 상기 타겟을 감싸도록 마련되며, 상기 타겟의 일 영역이 개방되게 배치된 제2 쉴드를 포함할 수 있다.The shield portion may include: a first shield surrounding another region of the target, which is located opposite to one region of the target; And a second shield which is provided outside the first shield to surround the target and in which one region of the target is opened.

상기 회전형 캐소드는, 상기 제1 쉴드와 상기 제2 쉴드 사이에 마련되어 상기 타겟 주변에 불활성 가스를 공급하는 가스 공급부를 더 포함할 수 있다.The rotary cathode may further include a gas supply unit provided between the first shield and the second shield to supply an inert gas around the target.

상기 타겟은 중공의 원형관 형상으로 형성되며, 상기 마그네트 유닛은 상기 타겟의 내부에서 회전가능하게 마련되어 상기 타겟에서 상기 기판에 제공되는 증착물질의 증착방향을 변경가능하게 할 수 있다.The target may be formed in a hollow circular tube shape, and the magnet unit may be rotatably provided in the target to change the deposition direction of the evaporation material provided on the substrate.

상기 기판은 LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel) 및 OLED(Organic Light Emitting Diodes)를 포함하는 디스플레이용 기판일 수 있다.The substrate may be a display substrate including an LCD (Liquid Crystal Display), a PDP (Plasma Display Panel), and an OLED (Organic Light Emitting Diodes).

본 발명의 실시예는, 타겟의 표면에 자기장을 발생시키는 복수의 마그네트의 상부에 타겟의 표면에 형성되는 자기장을 변경가능하게 하는 복수의 전자석부를 마련함으로써, 타겟 표면에 형성되는 자기장의 형상 및 세기를 변경할 수 있어 타겟 주변의 플라즈마 균일도를 향상시킬 수 있으며 아울러 증착공정 중 타겟이 불균일하게 식각되는 현상을 예방할 수 있어 타겟의 사용 효율을 향상시킬 수 있다.An embodiment of the present invention is characterized in that a plurality of electromagnets for changing the magnetic field formed on the surface of the target are provided on a plurality of magnets for generating a magnetic field on the surface of the target, It is possible to improve the plasma uniformity around the target and prevent the target from being unevenly etched during the deposition process, thereby improving the use efficiency of the target.

도 1은 종래의 스퍼터 장치를 개략적으로 나타내는 구조도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스퍼터 장치를 개략적으로 나타내는 구조도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전형 캐소드를 나타내는 사시도이다.
도 4는 도 3의 B-B에 따른 타겟의 내부에 배치된 마그네트 유닛을 나타내는 단면도이다.
도 5는 도 3의 C-C에 따른 타겟의 내부에 배치된 마그네트 유닛을 나타내는 일부 절개도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 전자석부를 나타내는 등가회로도이다.
도 7은 도 2의 A-A에 따른 엔드블록을 나타내는 단면도이다.BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is a schematic view showing a conventional sputtering apparatus. FIG.
2 is a schematic view showing a sputtering apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a perspective view illustrating a rotatable cathode according to an embodiment of the present invention.
Fig. 4 is a sectional view showing a magnet unit arranged inside the target according to BB of Fig. 3; Fig.
Fig. 5 is a partial cutaway view showing a magnet unit disposed inside the target according to CC of Fig. 3;
6 is an equivalent circuit diagram showing a plurality of electromagnets according to an embodiment of the present invention.
7 is a cross-sectional view showing the end block according to AA of FIG.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.In order to fully understand the present invention, operational advantages of the present invention, and objects achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings and the accompanying drawings which illustrate preferred embodiments of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the preferred embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings. Like reference symbols in the drawings denote like elements.

이하에서 설명될 기판이란, LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel) 및 OLED(Organic Light Emitting Diodes) 등의 디스플레이용 기판이거나 태양전지용 기판, 혹은 반도체 웨이퍼 기판일 수 있으며, 이하에서는 별도의 구분없이 기판이라는 용어로 통일하도록 한다.The substrate to be described below may be a display substrate such as an LCD (Liquid Crystal Display), a PDP (Plasma Display Panel), an OLED (Organic Light Emitting Diodes), a solar cell substrate, or a semiconductor wafer substrate. The term "substrate" should be used uniformly.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스퍼터 장치를 개략적으로 나타내는 구조도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전형 캐소드를 나타내는 사시도이고, 도 4는 도 3의 B-B에 따른 타겟의 내부에 배치된 마그네트 유닛을 나타내는 단면도이고, 도 5는 도 3의 C-C에 따른 타겟의 내부에 배치된 마그네트 유닛을 나타내는 일부 절개도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 전자석부를 나타내는 등가회로도이고, 도 7은 도 2의 A-A에 따른 엔드블록을 나타내는 단면도이다.FIG. 3 is a perspective view of a rotatable cathode according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a cross-sectional view of a target according to BB of FIG. FIG. 5 is a partial cutaway view showing a magnet unit disposed inside a target according to CC of FIG. 3, and FIG. 6 is a cross-sectional view showing a plurality of electromagnet portions according to an embodiment of the present invention. Fig. 7 is a cross-sectional view showing an end block according to AA of Fig. 2. Fig.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 스퍼터 장치(100)는, 기판(G)에 대한 증착공간을 형성하는 챔버(110)와, 챔버(110)의 내부에 마련되며 기판(G)을 이송가능하게 지지하는 기판 이송 지지부(130)와, 챔버(110)의 내부에 마련되며 기판(G)을 향하여 증착물질을 제공하는 회전형 캐소드(200)를 포함한다.2, a sputtering apparatus 100 according to an embodiment of the present invention includes a chamber 110 for forming a deposition space with respect to a substrate G, And a rotating cathode 200 provided inside the chamber 110 and providing an evaporation material toward the substrate G. The substrate transfer support part 130 includes a substrate support part 130,

도 2에서 도시한 바와 같이, 챔버(110)는 기판(G)에 대한 증착공간을 형성하는 역할을 한다.As shown in FIG. 2, the chamber 110 serves to form a deposition space for the substrate (G).

챔버(110)는 증착 공정 시에 그 내부가 밀폐되고 진공상태를 유지한다. 이를 위해, 챔버(110)의 하부 영역에는 게이트 밸브(111)가 마련되고, 게이트 밸브(111) 영역에는 진공 펌프(112)가 마련된다.The chamber 110 is sealed and kept in a vacuum state during the deposition process. A gate valve 111 is provided in a lower region of the chamber 110 and a vacuum pump 112 is provided in a region of the gate valve 111.

게이트 밸브(111)가 개방된 상태에서 진공 펌프(112)로부터 진공압이 발생되면 챔버(110)의 내부는 고진공 상태를 유지할 수 있다.When vacuum pressure is generated from the vacuum pump 112 in a state where the gate valve 111 is opened, the inside of the chamber 110 can maintain a high vacuum state.

그리고, 챔버(110)는 일측에 챔버(110)의 내부로 기판(G)이 인입되는 기판 유입구(115)가 형성되고, 타측에 기판(G)이 인출되는 기판 배출구(116)가 형성된다. 기판 유입구(115)와 기판 배출구(116)에도 별도의 게이트 밸브(미도시)가 마련될 수 있다.A substrate inlet 115 through which the substrate G is drawn into the chamber 110 is formed on one side of the chamber 110 and a substrate outlet 116 through which the substrate G is drawn is formed on the other side. A separate gate valve (not shown) may also be provided in the substrate inlet 115 and the substrate outlet 116.

그리고, 챔버의 상부 영역에는 회전형 캐소드(200)를 외부에서 둘러싸는 형태로 챔버(110)와 결합되는 커버(114)가 마련된다.And, in the upper region of the chamber, a cover 114 is provided which is coupled with the chamber 110 in a manner to surround the rotatable cathode 200 externally.

본 실시예의 경우, 챔버(110) 내에 두 개의 회전형 캐소드(200)가 마련되어 있으나, 이에 한정되지 않고 회전형 캐소드(200)는 하나 또는 세 개 이상 마련될 수도 있다.In the present embodiment, two rotatable cathodes 200 are provided in the chamber 110, but the present invention is not limited thereto. One or three or more rotatable cathodes 200 may be provided.

본 실시예에서 커버(114)는 회전형 캐소드(200)가 위치된 두 군데의 영역에서 챔버(110)의 상부로 솟은 형태를 취한다. 이 경우 커버(114)들은 리드(lid,117)에 의해 기밀되게 연결된다.In this embodiment, the cover 114 takes the form of rising to the top of the chamber 110 in two regions where the rotatable cathode 200 is located. In this case, the covers 114 are hermetically connected by the lid 117.

또한, 본 실시예에서 기판 이송 지지부(130)는 챔버(110) 내의 중앙 영역에 배치되어 기판(G)을 지지함과 동시에 기판 유입구(115)로 인입된 기판(G)을 기판 배출구(116)로 이송하는 역할을 한다.The substrate transfer support 130 is disposed in a central region of the chamber 110 to support the substrate G and simultaneously transfer the substrate G drawn into the substrate inlet 115 to the substrate outlet 116. [ .

본 실시예에서 기판 이송 지지부(130)는 롤러로 적용될 수 있으며, 통상 챔버(110)의 내부가 고온 상태를 유지한다는 점을 감안할 때 기판 이송 지지부(130)는 내열성 및 내구성이 우수한 재질로 제작되는 것이 바람직하다.In this embodiment, the substrate transfer support part 130 can be applied as a roller, and normally, the substrate transfer support part 130 is made of a material having excellent heat resistance and durability, considering that the inside of the chamber 110 is maintained at a high temperature state .

그리고, 기판 이송 지지부(130)의 하부 영역에는 기판 이송 지지부(130) 상에 놓인 기판(G)의 증착면을 가열하는 히터(131)가 마련된다. 히터(131)는 타겟(210)으로부터 제공되는 증착 물질이 기판(G)에 잘 증착될 수 있도록 기판(G)을 가열하는 역할을 한다.A heater 131 for heating a deposition surface of the substrate G placed on the substrate transfer supporting portion 130 is provided in a lower region of the substrate transfer supporting portion 130. The heater 131 serves to heat the substrate G so that the deposition material provided from the target 210 can be deposited on the substrate G well.

이러한 히터(131)는 기판(G)의 전면을 골고루, 또한 급속으로 가열할 수 있도록 기판(G)의 사이즈와 유사하거나 그보다 큰 사이즈를 가질 수 있다.The heater 131 may have a size similar to or larger than the size of the substrate G so that the entire surface of the substrate G can be evenly and rapidly heated.

또한, 도 2 및 도 3을 참조하면, 회전형 캐소드(200)는 챔버(110)의 상부 영역에 마련되며, 특히 회전형 캐소드(140)에 구비된 타겟(210)은 기판 이송 지지부(130) 상에서 증착위치에 놓인 기판(G)을 향하여 증착물질을 제공하는 스퍼터 소스(sputter source)의 역할을 한다.2 and 3, the rotatable cathode 200 is provided in the upper region of the chamber 110, and in particular, the target 210 provided in the rotatable cathode 140 is supported by the substrate transfer support 130, And serves as a sputter source for providing the deposition material toward the substrate G placed at the deposition position.

회전형 캐소드(200)는, 챔버(110) 내부의 증착위치에 놓인 기판(G)을 향하여 증착물질을 제공하는 타겟(210)과, 타겟(210)의 내벽에 마련된 캐소드 백킹튜브(220)와, 캐소드 백킹튜브(220)의 내부에 마련되어 자기장을 발생시키는 마그네트 유닛(230)을 포함한다.The rotatable cathode 200 includes a target 210 for providing a deposition material toward a substrate G placed in a deposition position inside the chamber 110 and a cathode backing tube 220 provided on the inner wall of the target 210 And a magnet unit 230 provided inside the cathode backing tube 220 to generate a magnetic field.

본 실시예에서 타겟(210)과 캐소드 백킹튜브(220) 및 마그네트 유닛(230)을 포함하는 회전형 캐소드(200) 영역이 음극(cathode)을 형성하고 기판(G) 영역이 양극(anode)을 형성한다. 이처럼, 타겟(210)에 음극(cathode)이 형성되면 타겟(210)은 하부 영역에 위치한 기판(G)을 향해 증착 물질을 제공한다.The region of the rotating cathode 200 including the target 210, the cathode backing tube 220 and the magnet unit 230 forms a cathode and the region of the substrate G serves as an anode . Thus, when a cathode is formed on the target 210, the target 210 provides a deposition material toward the substrate G located in the lower region.

본 실시예에서 타겟(210)은 저용융점 재질(예를 들어, 인듐, 은 등)으로 제작될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In this embodiment, the target 210 may be made of a material having a low melting point (for example, indium, silver, or the like), but is not limited thereto.

또한, 타겟(210)은 후술할 중공의 원형관 형상의 캐소드 백킹튜브(220)의 외벽을 감싸도록 형성된다. 이때, 타겟(210)은 캐소드 백킹튜브(220)의 원형관 형상에 대응되도록 캐소드 백킹튜브(220)의 외벽에 중공의 원형관 형상으로 형성된다.In addition, the target 210 is formed so as to surround the outer wall of a hollow circular tube-shaped cathode backing tube 220 to be described later. At this time, the target 210 is formed in a hollow circular tube shape on the outer wall of the cathode backing tube 220 so as to correspond to the circular tube shape of the cathode backing tube 220.

한편, 도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 회전형 캐소드(200)는 타겟(210)으로부터 스퍼터링되는 증착물질이 기판(G) 방향으로 스퍼터링되도록 타겟(210)의 길이방향을 따라 타겟(210)에 인접하게 마련된 쉴드부(280)를 더 포함한다.2 to 4, the rotation type cathode 200 according to the present embodiment is formed by sputtering a deposition material sputtered from the target 210 along the longitudinal direction of the target 210 so as to be sputtered in the substrate G direction And a shield portion 280 provided adjacent to the target 210.

쉴드부(280)는 타겟(210)의 외벽 중 일부를 감싸도록 배치되며, 타겟(210)으로부터 스퍼터링되는 증착물질이 기판(G) 방향으로 스퍼터링되도록 하는 역할을 한다.The shield portion 280 is disposed to surround a part of the outer wall of the target 210 and serves to sputter the evaporation material sputtered from the target 210 toward the substrate G. [

쉴드부(280)는 타겟(210)의 길이방향을 따라 타겟(210)을 감싸도록 배치되며 기판(G)에 대향되는 타겟(210)의 일 영역을 개방하도록 형성된다.The shield portion 280 is disposed to surround the target 210 along the longitudinal direction of the target 210 and is formed to open a region of the target 210 opposite to the substrate G. [

이와 같이, 본 실시예는 쉴드부(280)를 이용하여 증착물질을 기판(G) 방향으로 스퍼터링되게 함으로써, 타겟(210)에서 스퍼터링되는 증착물질 중 기판(G)에 증착되지 않는 증착물질이 타겟(210) 주변부, 특히 챔버(110)의 내벽을 오염시키는 것을 감소시킬 수 있다.As described above, in this embodiment, the evaporation material is sputtered in the direction of the substrate G by using the shield portion 280, so that evaporation material that is not deposited on the substrate G among the evaporation materials sputtered in the target 210, (Particularly the inner wall of the chamber 110).

그리고, 본 실시예에서 쉴드부(280)는 타겟(210)의 일 영역에 반대편에 위치한 타겟(210)의 타 영역을 감싸는 제1 쉴드(281)와, 제1 쉴드(281)의 외측에 타겟(210)을 감싸도록 마련되어 타겟(210)의 일 영역이 개방되게 배치된 제2 쉴드(283)를 포함한다.In this embodiment, the shield portion 280 includes a first shield 281 surrounding another region of the target 210 located on one side of the target 210, And a second shield 283 which is provided to surround the first electrode 210 and is disposed so that one region of the target 210 is opened.

증착물질은 제2 쉴드(283)의 개방된 영역을 통해 기판(G)에 스퍼터링된다. 도 4에서 제2 쉴드(283)는 대략 캐소드 백킹튜브(220)의 중심축에서 마그네트 유닛(230)의 양단부를 각각 잇는 가상선까지 감싸도록 하는 것이 바람직하다. 또한, 제1 쉴드(281) 및 제2 쉴드(283)는 타겟(210)의 외벽으로부터 약 2 ~ 3 mm 정도 이격되게 배치한다.The deposition material is sputtered onto the substrate G through the open area of the second shield 283. 4, it is preferable that the second shield 283 substantially surrounds the imaginary line connecting both end portions of the magnet unit 230 at the center axis of the cathode backing tube 220. [ The first shield 281 and the second shield 283 are arranged to be separated from the outer wall of the target 210 by about 2 to 3 mm.

한편, 본 실시예에 따른 회전형 캐소드(200)는, 제1 쉴드(281)와 제2 쉴드(283) 사이에 마련되어 타겟(210) 주변에 아르곤 가스 등 불활성 가스를 공급하는 가스 공급부(290)를 더 포함한다.The rotary cathode 200 according to the present embodiment includes a gas supply unit 290 provided between the first shield 281 and the second shield 283 to supply an inert gas such as argon gas around the target 210, .

본 실시예에서 쉴드부(280)는 제1 쉴드(281)와 제2 쉴드(283)로 구분되어 타겟(210)의 외벽을 감싸도록 배치된다. 따라서, 도 4에서 도시한 바와 같이 가스 공급부(290)를 제1 쉴드(281)와 제2 쉴드(283) 사이에 마련함으로써, 불활성 가스가 제2 쉴드(283)를 따라 타겟(210)의 주변에 인접하게 분사되어 타겟(210)의 주변에서 플라즈마 방전이 활발하게 일어날 수 있도록 한다.In this embodiment, the shield portion 280 is divided into a first shield 281 and a second shield 283 so as to surround the outer wall of the target 210. 4, the inert gas is supplied to the periphery of the target 210 along the second shield 283 by providing the gas supply unit 290 between the first shield 281 and the second shield 283, So that a plasma discharge can be actively generated in the periphery of the target 210.

그리고, 마그네트 유닛(230)은 타겟(210)의 내부에 마련되며 기판(G)에 대한 증착효율의 향상을 위하여 기판(G)과의 사이에 증착을 위한 자기장을 발생시키는 역할을 한다.The magnet unit 230 is provided inside the target 210 and serves to generate a magnetic field for deposition between the magnet unit 230 and the substrate G in order to improve the deposition efficiency with respect to the substrate G. [

도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 마그네트 유닛(230)은 캐소드 백킹튜브(220)의 내부에 마련되는 베이스 폴 플레이트(231)와, 베이스 폴 플레이트(231)에 결합되어 자기장을 발생시키는 복수의 마그네트(233,234)와, 베이스 폴 플레이트(231)의 상부에 마련되어 타겟(210)의 표면에 형성되는 자기장을 변경가능하게 하는 복수의 전자석부(235)를 포함한다.4, the magnet unit 230 according to the present embodiment includes a base pole plate 231 provided inside the cathode backing tube 220, a plurality of magnet poles 231 coupled to the base pole plate 231 to generate a magnetic field, And a plurality of electromagnetic portions 235 provided on the base pole plate 231 and capable of changing the magnetic field formed on the surface of the target 210. The magnetic poles 233,

본 실시예에서 복수의 마그네트는 베이스 폴 플레이트(231)의 중심영역에 배치되는 중심부 마그네트(233)와, 중심부 마그네트(233)의 양측 외곽에 각각 배치되는 복수의 외곽부 마그네트(234)를 포함한다.The plurality of magnets in the present embodiment includes a central magnet 233 disposed in the center region of the base pole plate 231 and a plurality of outer magnet units 234 disposed on both outer sides of the central magnet 233 .

본 실시예에서는 베이스 폴 플레이트(231)의 중심영역에 중심부 마그네트(233)를 배치하고 중심부 마그네트(233)의 양측에 외곽부 마그네트(234)를 각각 하나씩 배치하였으나, 이들의 개수는 스퍼터 장치(100)에 따라 달라질 수 있다.The center pole magnet 233 is disposed in the central region of the base pole plate 231 and the outer magnet magnets 234 are disposed on both sides of the central magnet 233. However, ). &Lt; / RTI >

또한, 도 4에서 도시한 바와 같이, 중심부 마그네트(233)와 외곽부 마그네트(234)들은 자기모멘트(N극/S극) 방향이 서로 다르게 배치된다.4, the center magnet 233 and the outer frame magnets 234 are arranged so that their magnetic moments (N pole / S pole) are different from each other.

본 실시예에 따른 중심부 마그네트(233)와 외곽부 마그네트(234)들은 베이스 폴 플레이트(231)에 지지되어 타겟(210)의 표면에 증착을 위한 자기장(자기력선)을 발생시키는 역할을 한다.The central magnet 233 and the outer magnet 234 according to the present embodiment are supported by the base pole plate 231 and serve to generate a magnetic field (magnetic field line) for deposition on the surface of the target 210.

이와 같이, 중심부 마그네트(233)와 외곽부 마그네트(234)들에 의해 타겟(210)의 표면에 자기장이 발생되면 타겟(210)의 표면으로부터 스퍼터링되는 원자들에 영향을 주어 증착효율을 높일 수 있다.When a magnetic field is generated on the surface of the target 210 by the center magnet 233 and the outer magnet 234, the atoms that are sputtered from the surface of the target 210 are affected, thereby improving the deposition efficiency .

즉, 타겟(210)의 내부에 중심부 마그네트(233)와 외곽부 마그네트(234)들을 배열한 경우, 전기장(RF 또는 DC)에 의해 타겟(210)으로부터 방출되는 전자들을 타겟(210)의 표면에 형성되는 자기장 내에 국부적으로 모아 아르곤 가스 등의 불활성 기체의 원자들과 충돌을 촉진시킴으로써 증착공정에 따른 증착효율을 높일 수 있다.That is, when the center magnet 233 and the outer magnet 234 are arranged inside the target 210, electrons emitted from the target 210 by an electric field (RF or DC) are applied to the surface of the target 210 The deposition efficiency can be enhanced by locally collecting in the magnetic field to be formed and promoting collision with atoms of inert gas such as argon gas.

그리고, 중심부 마그네트(233)는 베이스 폴 플레이트(231)에 결합되는 제1 자성체를 포함하고, 외곽부 마그네트(234)들은 제1 자성체의 외곽에 배치되고 베이스 폴 플레이트에 결합되는 제2 자성체를 포함한다.The center magnet 233 includes a first magnetic body coupled to the base pole plate 231 and the outer magnet 234 includes a second magnetic body disposed on the outer periphery of the first magnetic body and coupled to the base pole plate do.

그리고, 본 실시예에서 제1 자성체와 제2 자성체는 모두 영구자석으로 마련될 수 있으나, 이에 한정되지 않고 전자석으로 마련될 수도 있다.In this embodiment, both the first magnetic body and the second magnetic body may be provided as permanent magnets, but the present invention is not limited to this and may be provided with an electromagnet.

한편, 본 실시예에 따른 복수의 전자석부(235)는 중심부 마그네트(233)와 외곽부 마그네트(234)들의 상부에 이격되게 배치되며 중심부 마그네트(233)와 외곽부 마그네트(234)들에 의해 타겟(210)의 표면에 형성되는 자기장, 구체적으로 자기력선을 변경가능하게 한다.The plurality of electromagnetic portions 235 according to the present embodiment are disposed so as to be spaced apart from the upper portions of the central magnet 233 and the outer magnet portions 234 and electrically connected to each other by the center portion magnet 233 and the outer portion magnets 234, In particular, the magnetic field lines formed on the surface of the substrate 210. [

본 실시예에서 복수의 전자석부(235)는 중심부 마그네트(233) 및 외곽부 마그네트(234)들에 의해 타겟(210)의 표면에 형성되는 자기장을 변경할 수 있으므로, 타겟(210) 주변의 플라즈마 균일도를 향상시켜 증착공정 중 타겟(210)이 불균일하게 식각되는 현상을 예방할 수 있어 타겟(210)의 사용 효율을 향상시킬 수 있다.The plurality of electromagnetic portions 235 in this embodiment can change the magnetic field formed on the surface of the target 210 by the center magnet 233 and the outer magnet portions 234 and therefore the plasma uniformity around the target 210 So that it is possible to prevent the target 210 from being unevenly etched during the deposition process, and the use efficiency of the target 210 can be improved.

또한, 도 5 및 도 6에서 도시한 바와 같이, 복수의 전자석부(235)는 타겟(210) 및 베이스 폴 플레이트(231)의 길이방향을 따라 상호 이격되게 배치된다. 중심부 마그네트(233) 및 외곽부 마그네트(234)들에 의해 타겟(210) 표면에 형성되는 자기장은 복수 개의 조정구역(tuning zone, Z1 내지 Z4)으로 구획되고, 각각의 조정구역(Z1 내지 Z4)에 해당되는 위치에 전자석부(235)가 배치된다.5 and 6, the plurality of electromagnetic portions 235 are disposed to be spaced apart from each other along the longitudinal direction of the target 210 and the base pole plate 231. As shown in Fig. The magnetic field formed on the surface of the target 210 by the central magnet 233 and the outer magnet 234 is divided into a plurality of tuning zones Z1 to Z4, The electromagnetic coil 235 is disposed at a position corresponding to the position of the armature 235.

특히, 중심부 마그네트(233) 및 외곽부 마그네트(234)들에 의해 타겟(210)의 표면에서 발생되는 자기장은 타겟(210) 및 베이스 폴 플레이트(231)의 길이방향을 따라 달라질 수 있으며, 이러한 경우에 공정시간에 따라 타겟(210)의 표면이 불균일하게 식각되어 기판(G)에 증착되는 박막의 균일도가 저해될 수 있다.In particular, the magnetic field generated at the surface of the target 210 by the central magnet 233 and the outer magnet 234 may vary along the length direction of the target 210 and the base pole plate 231, The uniformity of the thin film deposited on the substrate G may be impaired by non-uniformly etching the surface of the target 210 according to the process time.

즉, 타겟(210) 주변의 플라즈마 분포의 불균일로 인해 기판(G)에 증착되는 박막의 균일도가 저해될 수 있다.That is, the uniformity of the thin film deposited on the substrate G may be impaired due to unevenness of the plasma distribution around the target 210.

따라서, 본 실시예에서는 타겟(210) 및 베이스 폴 플레이트(231)의 길이방향을 따라 상호 이격되게 배치되고 복수의 조정구역(Z1 내지 Z4)에 위치한 복수의 전자석부(235)를 개별적으로 제어하여 타겟(210) 주변의 플라즈마 분포를 균일하고 결과적으로 균일한 박막을 형성하고자 한다.Therefore, in the present embodiment, a plurality of electromagnetic portions 235, which are disposed apart from each other along the longitudinal direction of the target 210 and the base pole plate 231 and are located in the plurality of adjustment zones Z1 to Z4, The plasma distribution around the target 210 is uniform and the result is to form a uniform thin film.

이러한, 본 실시예에 따른 전자석부(235)는 각각의 조정구역(Z1 내지 Z4)에 위치하되 베이스 폴 플레이트(231)에 교차되는 높이방향을 중심축으로 감긴 전자석 코일(236)을 포함한다.The electromagnetic portion 235 according to the present embodiment includes the electromagnet coil 236 which is positioned in each of the adjustment zones Z1 to Z4 and is wound around the center pole in the height direction intersecting the base pole plate 231. [

그리고, 전자석 코일(236)에 의해 형성되는 자기력선의 방향이 중심부 마그네트(233)에서 형성되는 자기력선의 방향과 동일한 방향이 되도록 전자석 코일(236)에 전류를 공급한다. 즉, 중심부 마그네트(233) 및 전자석 코일(236)에 의한 자기력선이 상호 중첩되도록 한다.Current is supplied to the electromagnet coil 236 so that the direction of the magnetic force lines formed by the electromagnet coil 236 is the same as the direction of the magnetic force lines formed by the center magnet 233. [ That is, the magnetic lines of force generated by the center magnet 233 and the electromagnet coil 236 are overlapped with each other.

그리고, 각각의 전자석부(235)를 이루는 전자석 코일(236)에 공급되는 전류 값을 조절하여 전자석부(235)에서 발생되는 자기장의 세기 및 형상을 변경한다.The intensity and shape of the magnetic field generated in the magnet portion 235 are changed by adjusting the current value supplied to the electromagnet coil 236 constituting each magnet portion 235.

이를 위해, 본 실시예에 따른 마그네트 유닛(230)은 복수의 전자석 코일(236)에 연결되어 복수의 전자석 코일(236)을 베이스 폴 플레이트(231)의 상부에 소정간격 이격되게 지지하며 복수의 전자석 코일(236) 각각에 전류를 공급하는 전자석 바(bar,237)와, 복수의 전자석 코일(236)에 각각 공급되는 전류 값을 조절하여 타겟(210)의 표면에 형성되는 자기장을 변경가능하게 하는 전자석 제어모듈(미도시)을 더 포함한다.To this end, the magnet unit 230 according to the present embodiment is connected to a plurality of electromagnet coils 236 to support a plurality of electromagnet coils 236 at a predetermined interval above the base pole plate 231, An electromagnet bar 237 for supplying a current to each of the coils 236 and a plurality of electromagnet coils 236 to control the current value supplied to each of the plurality of electromagnet coils 236 to change the magnetic field formed on the surface of the target 210 And an electromagnet control module (not shown).

그리고, 도 6에서 도시한 바와 같이, 전자석 제어모듈은 조정구역(Z1 내지 Z4)에 위치한 각각의 전자석 코일(236)에 연결되어 각각의 전자석 코일(236)에 흐르는 전류 값을 조절하는 가변저항(R1 내지 R5)을 포함한다.6, the electromagnetism control module is connected to each of the electromagnet coils 236 located in the adjustment zones Z1 to Z4, and is connected to a variable resistor (not shown) for controlling the current value flowing through each electromagnet coil 236 R1 to R5).

한편, 도 3 및 도 7을 참조하면, 본 실시예에 따른 회전형 캐소드(200)는, 캐소드 백킹튜브(220)의 일단부에 연결되어 캐소드 백킹튜브(220)를 회전시키는 캐소드 회전축(240)과, 캐소드 회전축(240)에 연결되어 캐소드 회전축(240)과 캐소드 백킹튜브(220)를 회전시키는 회전 동력을 제공하는 회전동력 제공부(250)와, 타겟(210)에서 기판(G)에 제공되는 증착물질의 증착방향을 변경가능하도록 마그네트 유닛(230)에 연결되어 마그네트 유닛(230)을 타겟(210)에 대해 상대 회전가능하게 하는 마그네트 회전축(255)과, 캐소드 회전축(240)의 일측에 마련되며 캐소드 백킹튜브(220)와 마그네트 유닛(230) 사이에 냉각수를 순환시켜 타겟(210)을 냉각시키는 냉각부(265)와, 캐소드 회전축(240)의 일단부가 수용되며 캐소드 회전축(240)을 회전가능하게 지지하는 엔드블록(250)과, 캐소드 백킹튜브(220)의 타단부에 연결되며 캐소드 백킹튜브(220)를 회전가능하게 지지하는 회전 지지블록(270)을 더 포함한다.3 and 7, the rotary cathode 200 according to the present embodiment includes a cathode rotation shaft 240 connected to one end of the cathode backing tube 220 to rotate the cathode backing tube 220, A rotary power supplier 250 connected to the cathode rotary shaft 240 to provide a rotational power for rotating the cathode rotary shaft 240 and the cathode backing tube 220, A magnet rotating shaft 255 connected to the magnet unit 230 so as to change the deposition direction of the evaporation material to make the magnet unit 230 relatively rotatable with respect to the target 210, A cooling unit 265 that circulates cooling water between the cathode backing tube 220 and the magnet unit 230 to cool the target 210 and a cathode rotation shaft 240 that receives one end of the cathode rotation shaft 240, An end block 250 rotatably supporting the cathode, Connected to the other end of the king tube 220 and further includes a cathode backing tube rotation support block (270) for rotatably supporting 220.

캐소드 회전축(240)은, 캐소드 백킹튜브(220)와 결합되기 위해 캐소드 백킹튜브(220)에 대응되는 형태인 중공의 원형관으로 형성된다.The cathode rotation axis 240 is formed by a hollow circular tube in a shape corresponding to the cathode backing tube 220 for coupling with the cathode backing tube 220.

그리고, 캐소드 백킹튜브(220)와 캐소드 회전축(240) 사이에는 결합부재(245)가 더 마련되며, 결합부재(245)는 캐소드 백킹튜브(220)와 캐소드 회전축(240)을 상호 결합한다.A coupling member 245 is further provided between the cathode backing tube 220 and the cathode rotation shaft 240 and the coupling member 245 couples the cathode backing tube 220 and the cathode rotation shaft 240 to each other.

회전형 캐소드(200)의 챔버(110)내 배치 상태를 살펴보면, 캐소드 백킹튜브(220)와 결합부재(245)에 의해 결합된 캐소드 회전축(240)의 일부 영역만 챔버(110) 내부에 수용되고, 챔버(110) 내부에 수용되지 않은 캐소드 회전축(240)의 다른 영역은 별도로 마련된 엔드블록(260) 내부에 수용되어 챔버(110) 외부에 배치된다.A partial area of the cathode rotation axis 240 coupled by the cathode backing tube 220 and the coupling member 245 is accommodated in the chamber 110 And the other area of the cathode rotation axis 240 that is not accommodated in the chamber 110 is accommodated in the separately provided end block 260 and disposed outside the chamber 110.

또한, 마그네트 유닛(230)은 타겟(210)에 대해 상대 회전할 수 있도록 마그네트 회전축(255)에 연결된다. 마그네트 회전축(255)의 회전에 의해 마그네트 유닛(230)이 회전하게 되면 증착물질의 증착방향이 변경될 수 있다.Further, the magnet unit 230 is connected to the magnet rotation axis 255 so as to be able to rotate relative to the target 210. When the magnet unit 230 is rotated by the rotation of the magnet rotation axis 255, the deposition direction of the deposition material can be changed.

특히, 기판(G)이 단턱진 형상을 갖는 경우에 증착물질의 증착방향을 변경하여 증착물질이 기판의 단턱진 영역으로 스퍼터링되도록 변경할 수 있다.In particular, when the substrate G has a stepped shape, the deposition direction of the deposition material may be changed so that the deposition material is sputtered to the stepped region of the substrate.

그리고, 마그네트 회전축(255)은 캐소드 회전축(240)의 내부에 삽입되어 캐소드 회전축(240)과는 별개로 회전되므로 타겟(210)의 회전에 관계없이 마그네트 유닛(230)이 회전되고 증착물질의 증착 방향을 변경할 수 있다.Since the magnet rotation axis 255 is inserted into the cathode rotation axis 240 and rotated separately from the cathode rotation axis 240, the magnet unit 230 is rotated regardless of the rotation of the target 210, You can change the direction.

그리고, 마그네트 유닛(230)에 의해 결합된 마그네트 회전축(255)의 일부 영역만 챔버(110) 내부에 수용되고, 챔버(110) 내부에 수용되지 않은 마그네트 회전축(255)의 다른 영역은 별도로 마련된 엔드블록(260) 내부에 수용되어 챔버(110) 외부에 배치된다.Only a part of the magnet rotation axis 255 coupled by the magnet unit 230 is accommodated in the chamber 110 and the other area of the magnet rotation axis 255 not accommodated in the chamber 110 is connected to an end Is received within the block (260) and disposed outside the chamber (110).

한편, 마그네트 유닛(230)이 마그네트 회전축(255)에 의해 소정각도 회전되는 경우에, 전자석 코일(236)도 마그네트 유닛(230)의 회전각도에 대응하여 소정각도 회전된다.On the other hand, when the magnet unit 230 is rotated by the magnet rotation axis 255 by a predetermined angle, the electromagnet coil 236 is also rotated by a predetermined angle corresponding to the rotation angle of the magnet unit 230. [

이를 위해 본 실시예에 따른 전자석부(235)는 전자석 바(237)와 전자석 코일(236)가 타겟(210) 또는 마그네트 유닛(230)에 대해 상대 회전할 수 있도록 전자석 회전모듈(미도시)을 더 포함할 수 있다.To this end, the electromagnet unit 235 according to the present embodiment includes an electromagnet rotation module (not shown) so that the electromagnet bar 237 and the electromagnet coil 236 can rotate relative to the target 210 or the magnet unit 230 .

엔드블록(260)에 수용되는 캐소드 회전축(240)에는 캐소드 회전축(240)과 캐소드 백킹튜브(220)에 회전 동력을 제공하는 회전동력 제공부(250)가 마련된다.The cathode rotation axis 240 accommodated in the end block 260 is provided with a rotation power providing portion 250 for providing a rotational power to the cathode rotation axis 240 and the cathode backing tube 220.

그리고, 회전동력 제공부(250)는 엔드블록(260)에 수용된 캐소드 회전축(240)의 일측에 연결된다.The rotary power supply 250 is connected to one side of the cathode rotation shaft 240 accommodated in the end block 260.

한편, 캐소드 백킹튜브(220) 및 타겟(210)이 음극(cathode)을 형성하기 위해 마련되는 파워 공급부(300)가 캐소드 회전축(240)에 마련될 수 있다.The cathode rotation axis 240 may be provided with a power supply unit 300 in which the cathode backing tube 220 and the target 210 are provided to form a cathode.

이와 같이, 파워 공급부(300)도 회전동력 제공부(250)와 마찬가지로 엔드블록(260)에 수용되는 캐소드 회전축(240)에 마련될 수 있다.The power supply unit 300 may be provided on the cathode rotation shaft 240 accommodated in the end block 260 in the same manner as the rotation power supply unit 250.

그리고, 캐소드 백킹튜브(220) 및 타겟(210)이 파워 공급부(300)로부터 공급받은 파워에 의해서 음극(cathode)을 형성하면서 고주파수의 파워 공급으로 인해 고온이 되는 것을 방지하도록, 캐소드 백킹튜브(240)를 냉각시키는 냉각부(265)가 엔드블록(260)에 수용된 캐소드 회전축(240)의 일측에 마련된다.The cathode backing tube 220 and the target 210 are connected to each other by the power supplied from the power supply unit 300 so as to prevent the cathode backing tube 220 and the target 210 from becoming hot due to high- Is provided on one side of the cathode rotation shaft 240 accommodated in the end block 260. The cooling unit 265 is provided on the side of the cathode rotation shaft 240 accommodated in the end block 260. [

냉각부(265)는 외부로부터 유입되는 냉각수를 이용하여 타겟(210)을 냉각하는 역할을 한다.The cooling unit 265 serves to cool the target 210 by using cooling water flowing from the outside.

냉각부(265)는 외부로부터 유입되는 냉각수가 캐소드 백킹튜브(220)의 내부로 유입될 수 있도록 캐소드 회전축(240)에서부터 캐소드 백킹튜브(220)로 연통된 냉각수 유입로(267)와, 냉각수가 캐소드 백킹튜브(220)를 냉각시켜 캐소드 백킹튜브(220)의 외주면에 마련된 타겟(210)을 간접접촉 방식으로 냉각시킨 후 다시 외부로 배출되기 위한 냉각수 배출로(268)를 포함한다.The cooling unit 265 includes a cooling water inflow path 267 communicated from the cathode rotation shaft 240 to the cathode backing tube 220 so that the cooling water introduced from the outside may flow into the cathode backing tube 220, And a cooling water discharge path 268 for cooling the cathode backing tube 220 to cool the target 210 provided on the outer peripheral surface of the cathode backing tube 220 in an indirect contact manner and then being discharged to the outside.

한편, 파워 공급부(300)는 타겟(210)과 마그네트 유닛(230) 영역이 음극(cathode)을 형성하도록 회전형 캐소드(200)에 파워를 공급한다.The power supply unit 300 supplies power to the rotatable cathode 200 so that the region of the target 210 and the magnet unit 230 forms a cathode.

또한, 회전형 캐소드(200)와 파워 공급부(300) 사이에는 회전형 캐소드(200)와 파워 공급부(300)를 전기적으로 연결시킬 수 있는 전기 연결부(310)가 마련된다.Between the rotatable cathode 200 and the power supply unit 300 is provided an electrical connection unit 310 for electrically connecting the rotation type cathode 200 and the power supply unit 300.

전기 연결부(310)는 캐소드 회전축(240)의 회전 시 파워 공급부(300)와 회전되는 캐소드 회전축(240) 사이에서 전기적 아크나 노이즈가 발생되는 것을 방지하며 파워를 전달하기 위해 파워전달용 비고체물질을 포함한다.The electrical connection part 310 prevents electric arc or noise from occurring between the power supply part 300 and the rotating cathode rotation axis 240 when the cathode rotation axis 240 rotates, .

특히, 파워 공급부(300)에서 공급되는 파워는 고주파수를 갖는 RF나 DC 전원이 사용되기 때문에 캐소드 회전축(240)의 회전에도 전기적 아크나 노이즈가 발생되는 것을 방지할 수 있는 비고체 물질이 사용되고, 파워전달용 비고체물질은 전기 전도성이 높은 액체를 사용하는데, 본 실시예에서 파워전달용 비고체물질은 수은을 사용할 수 있다.Particularly, since the power supplied from the power supply unit 300 is RF or DC power having a high frequency, a non-solid material that can prevent electric arc or noise from being generated in the rotation of the cathode rotation shaft 240 is used, Non-solid materials for delivery use liquids with high electrical conductivity, in which the non-solid material for power delivery may use mercury.

이와 같이 본 발명은 기재된 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention. Accordingly, such modifications or variations are intended to fall within the scope of the appended claims.

100: 스퍼터 장치 110: 챔버
130: 기판 이송 지지부 200: 회전형 캐소드
210: 타겟 220: 캐소드 백킹튜브
230: 마그네트 유닛 231: 베이스 폴 플레이트
233: 중심부 마그네트 234: 외곽부 마그네트
235: 전자석부 236: 전자석 코일
237: 전자석 바 240: 캐소드 회전축
255: 마그네트 회전축 260: 앤드블록
265: 냉각부 270: 회전 지지블록
280: 쉴드부 290: 가스 공급부100: sputtering apparatus 110: chamber
130: substrate transfer support 200: rotatable cathode
210: target 220: cathode backing tube
230: Magnet unit 231: Base pole plate
233: center magnet 234: outer magnet
235: Electromagnet part 236: Electromagnet coil
237: electromagnet bar 240: cathode rotation axis
255: magnet rotating shaft 260: end block
265: Cooling section 270: Rotation support block
280: shield part 290: gas supply part

Claims

챔버 내부의 증착위치에 놓인 기판을 향하여 증착물질을 제공하는 타겟과, 상기 타겟의 내부에 마련되어 상기 기판과의 사이에 증착을 위한 자기장을 발생시키는 마그네트 유닛을 구비하는 회전형 캐소드를 포함하며,
상기 마그네트 유닛은,
베이스 폴 플레이트;
상기 베이스 폴 플레이트에 결합되어 자기장을 발생시키는 복수의 마그네트; 및
상기 베이스 폴 플레이트의 상부에 이격되게 마련되고 상기 타겟의 길이방향을 따라 상호 이격되게 배치되며, 상기 타겟의 길이방향을 따라 상기 타겟의 표면에 형성되는 자기장을 변경가능하게 하는 복수 개의 조정구역을 형성하는 복수의 전자석부를 포함하며,
상기 전자석부는, 상기 각각의 조정구역에 위치하는 복수의 전자석 코일을 포함하고,
상기 마그네트 유닛은,
복수의 상기 전자석 코일에 연결되어 복수의 상기 전자석 코일을 상기 베이스 폴 플레이트의 상부에 미리 결정된 간격만큼 이격되게 지지하며, 복수의 상기 전자석 코일 각각에 전류를 공급하는 전자석 바; 및
복수의 상기 전자석 코일에 각각 공급되는 전류 값을 조절하여 상기 전자석부에서 발생되는 자기장을 변경가능하게 하는 전자석 제어모듈을 더 포함하며,
상기 전자석 제어모듈은,
복수의 상기 전자석 코일에 각각 연결되어 복수의 상기 전자석 코일에 흐르는 전류 값을 조절하는 복수의 가변저항을 포함하는 스퍼터 장치.And a magnet unit for generating a magnetic field for deposition between the substrate and the target, the target being provided inside the target, the target being provided with a deposition material toward a substrate placed in a deposition position inside the chamber,
The magnet unit includes:
Base pole plate;
A plurality of magnets coupled to the base pole plate to generate a magnetic field; And
A plurality of control areas spaced apart from the upper portion of the base pole plate and spaced apart from each other along the longitudinal direction of the target and capable of changing the magnetic field formed on the surface of the target along the longitudinal direction of the target A plurality of electromagnets,
Wherein the electromagnet portion includes a plurality of electromagnet coils located in the respective adjustment regions,
The magnet unit includes:
An electromagnet bar connected to a plurality of electromagnet coils for supporting a plurality of electromagnet coils spaced apart from each other by a predetermined distance above the base pole plate and supplying current to each of the plurality of electromagnet coils; And
Further comprising an electromagnet control module for adjusting a current value supplied to each of the plurality of electromagnet coils to change a magnetic field generated in the electromagnet portion,
The electromagnet control module includes:
And a plurality of variable resistors connected respectively to the plurality of electromagnet coils to control a current value flowing through the plurality of electromagnet coils.

제1항에 있어서,
상기 전자석 코일은,
상기 베이스 폴 플레이트에 교차되는 높이방향을 중심축으로 감기는 것을 특징으로 하는 스퍼터 장치.The method according to claim 1,
The electromagnet coil includes:
Wherein the spool is wound around a central axis in a height direction intersecting with the base pole plate.

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제1항에 있어서,
상기 복수의 마그네트는,
상기 베이스 폴 플레이트의 중심영역에 배치되는 중심부 마그네트; 및
상기 중심부 마그네트의 양측 외곽에 각각 배치되는 외곽부 마그네트를 포함하며,
상기 중심부 마그네트와 상기 외곽부 마그네트들은 자기모멘트(N극/S극) 방향이 서로 다르게 배치되는 것을 특징으로 하는 스퍼터 장치.The method according to claim 1,
Wherein the plurality of magnets include:
A center magnet disposed in a central region of the base pole plate; And
And an outer frame magnet disposed on both outer sides of the central magnet,
Wherein the center magnet and the outer magnets have different magnetic moments (N pole / S pole).

제5항에 있어서,
상기 중심부 마그네트의 자기력선은 상기 전자석부의 자기력선과 동일한 방향인 것을 특징으로 하는 스퍼터 장치.6. The method of claim 5,
And the magnetic force lines of the center magnet are in the same direction as the magnetic force lines of the electromagnetic portion.

제5항에 있어서,
상기 중심부 마그네트는,
상기 베이스 폴 플레이트에 결합되는 제1 자성체를 포함하며
상기 외곽부 마그네트는,
상기 제1 자성체의 외곽에 배치되고 상기 베이스 폴 플레이트에 결합되는 제2 자성체를 포함하며,
상기 제1 자성체와 상기 제2 자성체는 영구자석으로 마련되는 것을 특징으로 하는 스퍼터 장치.6. The method of claim 5,
The center magnet may include:
And a first magnetic body coupled to the base pole plate
The outer frame magnet includes:
And a second magnetic body disposed on an outer periphery of the first magnetic body and coupled to the base pole plate,
Wherein the first magnetic body and the second magnetic body are provided as permanent magnets.

제1항에 있어서,
상기 회전형 캐소드는,
상기 타겟과 상기 마그네트 유닛 사이에 배치되며, 상기 타겟의 내벽에 마련되는 캐소드 백킹튜브;
상기 캐소드 백킹튜브의 일단부에 연결되어 상기 캐소드 백킹튜브를 회전시키는 캐소드 회전축; 및
상기 캐소드 회전축에 연결되어 상기 캐소드 회전축과 상기 캐소드 백킹튜브와 상기 타겟을 함께 회전시키는 회전 동력을 제공하는 회전동력 제공부를 더 포함하는 스퍼터 장치.The method according to claim 1,
The rotating cathode includes:
A cathode backing tube disposed between the target and the magnet unit and provided on an inner wall of the target;
A cathode rotation shaft connected to one end of the cathode backing tube to rotate the cathode backing tube; And
And a rotation power providing unit connected to the cathode rotation axis to provide rotational power to rotate the cathode rotation axis and the cathode backing tube together with the target.

제8항에 있어서,
상기 회전형 캐소드는,
상기 캐소드 회전축의 일측에 마련되어 상기 캐소드 백킹튜브와 상기 마그네트 유닛 사이에 냉각수를 순환시켜 상기 타겟을 냉각시키는 냉각부를 더 포함하는 스퍼터 장치.9. The method of claim 8,
The rotating cathode includes:
And a cooling unit provided at one side of the cathode rotation axis and cooling the target by circulating cooling water between the cathode backing tube and the magnet unit.

제8항에 있어서,
상기 회전형 캐소드는,
상기 캐소드 회전축의 일단부가 수용되며 상기 캐소드 회전축을 회전가능하게 지지하는 엔드블록; 및
상기 엔드블록에 대향되게 배치되며, 상기 캐소드 백킹튜브의 타단부에 연결되어 상기 캐소드 백킹튜브를 회전가능하게 지지하는 회전 지지블록을 더 포함하는 스퍼터 장치.9. The method of claim 8,
The rotating cathode includes:
An end block receiving one end of the cathode rotation axis and rotatably supporting the cathode rotation axis; And
And a rotation support block disposed opposite to the end block and connected to the other end of the cathode backing tube to rotatably support the cathode backing tube.

제1항에 있어서,
상기 회전형 캐소드는,
상기 타겟의 길이방향을 따라 상기 타겟을 감싸도록 배치되며, 상기 타겟으로부터 스퍼터링되는 증착물질이 상기 기판 방향으로 스퍼터링되도록 상기 기판에 대향되는 상기 타겟의 일 영역을 개방하는 쉴드부를 더 포함하는 스퍼터 장치.The method according to claim 1,
The rotating cathode includes:
And a shield portion disposed to surround the target along the longitudinal direction of the target and to open a region of the target opposite to the substrate so that the evaporation material sputtered from the target is sputtered toward the substrate.

제11항에 있어서,
상기 쉴드부는,
상기 타겟의 일 영역의 반대편에 위치한 상기 타겟의 타 영역을 감싸는 제1 쉴드; 및
상기 제1 쉴드의 외측에 상기 타겟을 감싸도록 마련되며, 상기 타겟의 일 영역이 개방되게 배치된 제2 쉴드를 포함하는 스퍼터 장치.12. The method of claim 11,
The shield portion
A first shield surrounding another region of the target located opposite one region of the target; And
And a second shield which is provided outside the first shield to surround the target and in which one region of the target is opened.

제12항에 있어서,
상기 회전형 캐소드는,
상기 제1 쉴드와 상기 제2 쉴드 사이에 마련되어 상기 타겟 주변에 불활성 가스를 공급하는 가스 공급부를 더 포함하는 스퍼터 장치.13. The method of claim 12,
The rotating cathode includes:
And a gas supply unit provided between the first shield and the second shield to supply an inert gas around the target.

제1항에 있어서,
상기 타겟은 중공의 원형관 형상으로 형성되며,
상기 마그네트 유닛은 상기 타겟의 내부에서 회전가능하게 마련되어 상기 타겟에서 상기 기판에 제공되는 증착물질의 증착방향을 변경가능하게 하는 것을 특징으로 하는 스퍼터 장치.The method according to claim 1,
The target is formed in a hollow circular tube shape,
Wherein the magnet unit is rotatably provided inside the target to change the deposition direction of the deposition material provided on the substrate in the target.

제1항에 있어서,
상기 기판은 LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel) 및 OLED(Organic Light Emitting Diodes)를 포함하는 디스플레이용 기판인 것을 특징으로 하는 스퍼터 장치.The method according to claim 1,
Wherein the substrate is a display substrate including an LCD (Liquid Crystal Display), a PDP (Plasma Display Panel), and an OLED (Organic Light Emitting Diodes).