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KR20090069804A - 스퍼터링 장치 - Google Patents

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KR20090069804A
KR20090069804A KR1020070137603A KR20070137603A KR20090069804A KR 20090069804 A KR20090069804 A KR 20090069804A KR 1020070137603 A KR1020070137603 A KR 1020070137603A KR 20070137603 A KR20070137603 A KR 20070137603A KR 20090069804 A KR20090069804 A KR 20090069804A
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target
chamber
shutter
targets
plate
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이봉금
박재희
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엘지디스플레이 주식회사
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Abstract

본 발명은 스퍼터링 공정 수행시 플라즈마 데미지를 줄여 이물들의 발생을 억제하고 박막의 불량을 최소화하여 제조 공정효율을 상승시킬 수 있도록 한 스퍼터링 장치에 관한 것이다.
이를 위해, 본 발명의 스퍼터링 장치는 진공 가능한 챔버; 상기 챔버 내부의 제 1 및 제 2 측에 소정의 거리를 두고 서로 평행하게 대향하는 제 1 및 제 2 타겟; 상기 제 1 및 제 2 타겟이 각각 안착되는 제 1 및 제 2 타겟 플레이트; 및, 스퍼터링 공정시 발생되는 플라즈마 데미지를 줄임과 아울러 플라즈마 데미지로 인해 발생된 이물들이 상기 챔버의 바닥면에 퍼지는 것을 방지하기 위해 상기 챔버의 하부에 마련된 단면이 "V"자 형으로 이루어진 방착판을 구비한 것을 특징으로 한다.
스퍼터링, 방착판, 제 1 내지 제 4 타겟 플레이트, 제 1 및 제 2셔터부,

Description

스퍼터링 장치{SPUTTERING APPARATUS}
본 발명은 스퍼터링 장치에 관한 것으로 특히, 스퍼터링 공정시 플라즈마 데미지를 줄여 이물들의 발생을 억제하고 박막의 불량을 최소화하여 제조 공정효율을 상승시킬 수 있도록 한 스퍼터링 장치에 관한 것이다.
최근, 퍼스널 컴퓨터, 휴대용 단말기, 및 각종 정보기기의 모니터 등에 사용되는 영상 표시장치로 경량 박형의 평판 표시장치(Flat Panel Display)가 주로 이용되고 있다. 이러한, 평판 표시장치로는 액정 표시장치(Liquid Crystal Display), 발광 표시장치(Light Emitting Display), 플라즈마 표시패널(Plasma Display Panel), 전계방출 표시장치(Field Emission Display) 등이 대두되고 있다.
이 중, 발광 표시장치로는 유기 전계 발광소자가 주로 이용되는데, 유기 전계 발광소자는 도 1에 도시된 바와 같이, 유기박막층(3)과, 유기박막층(3)을 사이에 두고 형성되는 제 1 전극(2) 및 제 2 전극(4)을 포함한다. 여기서, 제 1 및 제 2 전극(2,4) 중 어느 하나는 애노드 전극이 될 수 있으며 또 다른 하나는 캐소드 전극이 될 수 있다.
제 1 전극(2)은 유기박막층(3)으로부터 생성된 가시광을 외부로 투과시킬 수 있는 재질로 형성될 수 있다. 이때, 제 1 전극(2)으로는 인듐 틴 옥사이드(ITO; indium-tin oxide)등이 사용될 수 있다. 유기박막층(3)은 제 1 전극(2) 상에 순차적으로 적층된 정공 관련층(3b), 발광층(3a) 및 전자 관련층(3c)을 포함한다. 여기서, 정공 관련층(3b)은 정공 주입층과 정공 수송층을 포함하며, 전자 관련층(3c)은 전자 수송층과 전자주입층을 포함한다. 발광층(3a)은 제 1 전극(2) 및 제 2 전극(4)의 전기적 구동에 의해 발광한다. 제 2 전극(4)은 반사율이 높은 금속 재질, 예를 들어 금(Au), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 은(Ag) 또는 그들의 합금 등으로 형성될 수 있다.
상술한 바와 같은 유기 전계 발광소자 외에도 평판 표시장치의 제조공정에 있어서는 기판에 다수의 박막을 형성하는 박막 형성공정이 수행된다. 이때, 상기의 각 전극(2,4) 등과 같은 다수의 박막들은 열 증착공정, 스퍼터링 공정 등을 수행하여 형성할 수 있는데, 특히 열 증착공정은 재료 이용효율이 낮고 두께가 균일하지 못하는 등의 문제가 있다. 이에 따라, 최근에는 스퍼터링 장치를 이용한 박막 형성공정이 수행되고 있다.
스퍼터링 장치는 도전성막, 유전체막 또는 반도체막 등의 각종의 박막 형성을 위해 이용되고 있으며, 특히 마그네트론 스퍼터링 장치는 고밀도의 플라즈마를 타겟 부근에 구속함으로써 높은 성막속도를 확보할 수 있고 고진공하에서 불순물의혼입을 적게 한 상태에서 안정적인 플라즈마를 형성할 수 있어 박막 성형분야에서 널리 이용되고 있다.
도 2는 종래기술에 따른 스퍼터링 장치를 나타낸 구성 단면도이다.
도 2에 도시된 스퍼터링 장치는 진공 가능한 챔버(2), 챔버(2)의 상부면에서 기판(17)을 고정하는 기판 플레이트(16), 챔버(2) 내부의 일측 및 타측에 소정의 거리를 두고 서로 평행하게 대향하는 한 쌍의 타겟(15a,15b), 각 타겟(15a,15b)의 배면에서 타겟(15a,15b)들을 고정시키는 타겟 플레이트(14), 타겟 플레이트(14)의 배면에서 자기장을 형성시키는 복수의 자석(13), 및 각각의 타겟 플레이트(14)를 고정하느 조립체(12)를 구비한다. 여기서, 상기 타겟(15a,15b)들은 기판(17)에 증착될 물질 예를 들어, ITO, 구리(Cu), 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo) 등이 될 수 있다.
상기와 같이 구성된 스퍼터링 장치는 외부전원에 의해 발생된 플라즈마 상에서 아르곤 등의 이온이 음전하의 타겟(15a,15b)들에 고속으로 충돌하여 타겟(15a,15b)들의 원자가 외부로 튀어나가서 기판(17)에 증착되도록 한다.
하지만, 상술한 종래의 스퍼터링 장치는 스퍼터링 공정시 챔버(11)의 하부면에 플라즈마 데미지를 직접적으로 가하기 때문에 챔버(11)의 하부면에서 이물이 발생하는 문제점이 있다. 구체적으로, 고전압 진공 상태에서의 스퍼터링 공정시 챔버(11)의 내벽에는 플라즈마 데미지들이 가해지게 되는데 특히, 별도의 구조물이 없는 챔버(11)의 하부면에는 플라즈마 데미지들이 직접적으로 가해지게 된다. 이로 인해, 챔버(11)의 하부 표면이 일어나는 등의 이물들이 발생하게 된다. 아울러, 챔버(11)의 내부에서 플라즈마 데미지들에 의해 발생된 또 다른 이물들도 하부면에 쌓이게 되는데, 이러한 이물들은 스퍼터링 공정시 기판(17)에 형성되는 박막에 악영향을 주기 때문에 스퍼터링 공정의 효율을 저하시키게 된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 스퍼터링 공정시 플라즈마 데미지를 줄여 이물들의 발생을 억제하고 박막의 불량을 최소화하여 제조 공정효율을 상승시킬 수 있도록 한 스퍼터링 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 스퍼터링 장치는 진공 가능한 챔버; 상기 챔버 내부의 제 1 및 제 2 측에 소정의 거리를 두고 서로 평행하게 대향하는 제 1 및 제 2 타겟; 상기 제 1 및 제 2 타겟이 각각 안착되는 제 1 및 제 2 타겟 플레이트; 및, 스퍼터링 공정시 발생되는 플라즈마 데미지를 줄임과 아울러 플라즈마 데미지로 인해 발생된 이물들이 상기 챔버의 바닥면에 퍼지는 것을 방지하기 위해 상기 챔버의 하부에 마련된 단면이 "V"자 형으로 이루어진 방착판을 구비한 것을 특징으로 한다.
상기 스퍼터링 장치는 상기 챔버 내부의 제 3 및 제 4 측에 소정의 거리를 두고 서로 평행하게 대향하는 제 3 및 제 4 타겟, 상기 제 3 및 제 4 타겟이 각각 안착되는 제 3 및 제 4 타겟 플레이트, 상기 제 1 내지 제 4 타겟 플레이트 각각의 배면에서 자기장을 형성시키는 복수의 자석, 상기 제 1 내지 제 4 타겟 플레이트를 고정시키는 복수의 조립체, 플라즈마 상태에서 발생된 이온들로부터 상기 제 1 타겟 또는 제 3 타겟을 커버하는 제 1 셔터부, 및 상기 플라즈마 상태에서 발생된 이온들로부터 상기 제 2 타겟 또는 제 4 타겟을 커버하는 제 2 셔터부를 더 구비한 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 셔터부는 상기 제 1 타겟 또는 제 3 타겟의 전면에 소정의 간격을 두고 위치하여 상기 이온들로부터 상기 제 1 타겟 또는 제 3 타겟을 차단하는 제 1 셔터, 상기 제 1 셔터를 제 1 내지 제 3 축 중 적어도 하나의 축으로 회전 이동시킴으로써 상기 제 1 셔터를 상기 제 1 타겟 또는 제 3 타겟의 전면에 위치시키는 제 1 회전 축, 및 상기 제 1 회전 축을 구동하는 제 1 셔터 구동부를 구비한 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 및 제 2 타겟은 ITO, 구리(Cu), 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo), 은(Si) 등의 물질 중 어느 하나의 물질로 동일하게 이루어지며, 상기 제 3 및 제 4 타겟은 상기 제 1 및 제 2 타겟과는 다른 물질로 이루어지지만 ITO, 구리(Cu), 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo), 은(Si) 등의 물질 중 어느 하나의 물질로 동일하게 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 방착판은 상기 제 1 및 제 2 타겟 플레이트의 사이 공간에 비례하는 크기로 형성되며, 그 상부면이 하나의 원형, 사각형, 및 다각형 중 어느 한 형태로 이루어진 것을 특징으로 한다. 그리고, 상기 방착판은 그 단면이 하나의 직선형의 "V" 형태 또는 곡선형의 "V" 형태로 형성된 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 방착판은 그 상부면에 복수의 삼각산 형태의 돌출부 또는 복수의 반구형 돌출부가 더 형성된 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 특징을 갖는 본 발명의 실시 예에 따른 스퍼터링 장치는 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 플라즈마 데미지를 줄여 이물들의 발생을 억제하고 박막의 불량을 최소화하여 제조 공정효율을 상승시킬 수 있다.
둘째, 하나의 챔버에서 복수의 물질을 증착하도록 함으로써 공정 시간을 단축하고 공간적인 장비 효율을 향상시킬 수 있다.
셋째, 스퍼터링 증착 공정을 수행하기 위한 스퍼터링 장치의 수를 줄일 수 있기 때문에 평판 표시장치들의 제조비용을 절감할 수 있다.
이하, 상기와 같은 특징을 갖는 본 발명의 실시 예에 따른 스퍼터링 장치 및 그 구동방법을 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 스퍼터링 장치를 나타낸 구성 단면도이다. 그리고, 도 4는 도 3에 도시된 스퍼터링 장치의 내부 구조를 나타낸 사시도이다.
도 3 및 도 4에 도시된 스퍼터링 장치는 진공 가능한 챔버(21); 챔버(21)의 상부면에서 기판(27)을 고정하는 기판 플레이트(26), 챔버(21) 내부의 제 1 및 제 2 측에 소정의 거리를 두고 서로 평행하게 대향하는 제 1 및 제 2 타겟(25a,25b); 제 1 및 제 2 타겟(25a,25b)이 각각 안착되는 제 1 및 제 2 타겟 플레이트(24a,24b); 및, 스퍼터링 공정시 발생되는 플라즈마 데미지를 줄임과 아울러 플라즈마 데미지로 인해 발생된 이물들이 챔버(21)의 바닥면에 퍼지는 것을 방지하기 위해 챔버(21)의 하부에 마련되어 단면이 "V"자 형으로 이루어진 방착판(40)을 구비한다.
또한, 본 발명의 스퍼터링 장치는 챔버(21) 내부의 제 3 및 제 4 측에 소정의 거리를 두고 서로 평행하게 대향하는 제 3 및 제 4 타겟(55a,55b); 제 3 및 제 4 타겟(55a,55b)이 각각 안착되는 제 3 및 제 4 타겟 플레이트(54a,54b); 제 1 내지 제 4 타겟 플레이트(24a,24b,54a,54b) 각각의 배면에서 자기장을 형성시키는 복수의 자석(23a,23b); 제 1 내지 제 4 타겟 플레이트(24a,24b,54a,54b)를 고정시키는 복수의 조립체(22); 플라즈마 상태에서 발생된 이온들로부터 제 2 타겟(25b) 또는 제 3 타겟(55a)을 커버하는 제 1 셔터부(29,39,42); 및 플라즈마 상태에서 발생된 이온들로부터 제 1 타겟(25a) 또는 제 4 타겟(55b)을 커버하는 제 2 셔터부(28,38,41)를 더 구비할 수 있다.
아울러, 도면으로 도시되지 않았지만, 본 발명의 스퍼터링 장치에는 챔버(21) 내부에 고주파 전압을 공급하는 스퍼터 건, 챔버(21) 내부를 진공 상태로 형성하는 진공계, 및 챔버(21) 내부에 플라즈마, 아르곤, 산소 등의 가스를 주입하는 복수의 가스 주입계 등을 더 구비한다.
챔버(21)의 내부는 스퍼터링 공정시 진공계에 의해 저진공 또는 고진공 상태를 유지할 수 있다. 그리고, 챔버(21)의 상부면에는 계폐부(43)가 형성되어 외부의 기판 운송장치(미도시)에 의한 기판(27)의 입/출고가 가능하다. 이러한, 계폐부(43)에 의해 제 1 셔터부(29,39,42)와 제 2 셔터부(28,38,41)의 구동범위는 넓혀질 수 있다.
기판 플레이트(26)는 기판 운송장치로부터 입고되는 기판(27)을 안착시키거나, 스퍼터링 공정이 끝난 기판(27)이 기판 운송장치를 통해 출고되도록 한다. 이 러한, 기판 플레이트(26)는 챔버(21)의 상부면 예를 들어, 계폐부(43)의 내부면에 구비될 수도 있으며, 기판 플레이트(26) 자체가 기판(27)과 함께 입/출고될 수도 있다. 도시되지 않았지만, 기판 플레이트(26)에는 다수의 체결부가 구비되어 입고된 기판(27)을 고정시키게 된다.
제 1 내지 제 4 타겟 플레이트(24a,24b,54a,54b)는 챔버(21) 내부의 제 1 내지 제 4 측에 각각 마련되어 제 1 내지 제 4 타겟(25a,25b,55a,55b)을 각각 안착시킨다. 구체적으로, 제 1 및 제 2 타겟 플레이트(25a,25b)는 챔버(21) 내부의 제 1 및 제 2 측에 소정의 거리를 두고 서로 평행하게 대향되도록 구비되며, 제 3 및 제 4 타겟 플레이트(55a,55b)는 챔버(21) 내부의 제 3 및 제 4 측에 소정의 거리를 두고 서로 평행하게 대향되도록 구비된다. 이러한, 제 1 내지 제 4 타겟 플레이트(24a,24b,54a,54b) 각각은 배면에 마련된 복수의 조립체(22)에 의해 챔버(21)의 내벽 또는 하부면에 각각 고정된다. 아울러, 도시되지 않았지만 제 1 내지 제 4 타겟 플레이트(24a,24b,54a,54b) 각각에는 다수의 체결부가 구비되어 제 1 내지 제 4 타겟(25a,25b,55a,55b) 각각을 고정시키게 된다.
복수의 조립체(22)는 제 1 내지 제 4 타겟 플레이트(24a,24b,54a,54b)의 배면에 각각 마련되어 제 1 내지 제 4 타겟 플레이트(24a,24b,54a,54b)를 챔버(21)의 내벽 또는 하부면에 각각 고정시킨다. 이러한, 복수의 조립체(22)는 외부로부터 인가되는 열을 각각의 타겟 플레이트(24a,24b,54a,54b)를 통해 각각의 타겟(25a,25b,55a,55b)에 공급하기도 하고, 정극성 또는 부극성의 전압을 각각의 타겟(25a,25b,55a,55b)에 공급하기도 한다.
제 1 내지 제 4 타겟 플레이트(24a,24b,54a,54b)의 배면에는 챔버(21) 내부에 자기장을 형성시키는 복수의 자석(23a,23b)이 마련된다. 이러한, 복수의 자석(23a,23b)은 자기장 분포를 고르게 하기 위해 N극 또는 S극이 교번적으로 제 1 내지 제 4 타겟 플레이트(24a,24b,54a,54b)를 향하도록 배치된다. 이때, 복수의 자석(23a,23b)은 복수의 조립체(22)와 일체로 형성될 수 있고, 복수의 조립체(22)와 각각 분리되도록 형성될 수도 있다.
제 1 내지 제 4 타겟(25a,25b,55a,55b) 각각은 제 1 내지 제 4 타겟 플레이트(24a,24b,54a,54b)의 전면에 각각 안착된다. 여기서, 제 1 및 제 2 타겟(25a,25b)은 기판(27)에 증착될 동일 물질로 이루어지는데 이때, 제 1 및 제 2 타겟(25a,25b)은 인듐 틴 옥사이드(ITO; indium-tin oxide), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo), 은(Si) 등의 물질 중 어느 하나의 물질로 이루어질 수 있다. 아울러, 제 3 및 제 4 타겟(55a,55b) 또한 기판(27)에 증착될 동일 물질로 이루어지는데 이때, 제 1 및 제 2 타겟(25a,25b)과는 다른 물질, 예를 들어 ITO, 구리(Cu), 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo), 은(Si) 등의 물질 중 어느 하나의 물질로 이루어질 수 있다.
방착판(40)은 스퍼터링 공정시 발생되는 플라즈마 데미지를 줄이고, 플라즈마 데미지로 인해 발생된 이물들이 챔버(21)의 바닥면에 퍼지는 것을 방지하기 위해 챔버(21)의 하부면 상에 구성된다. 이러한, 방착판(40)은 제 1 내지 제 4 타겟 플레이트(24a,24b,54a,54b) 간의 거리 다시 말하여, 제 1 내지 제 4 타겟 플레이트(24a,24b,54a,54b)의 사이 공간에 비례하는 크기로 구성될 수 있다. 그리고, 방 착판(40)은 그 상부면이 하나의 원형, 사각형, 및 다각형 중 어느 한 형태로 이루어질 수 있다. 또한, 방착판(40)은 단면이 하나의 "V"자 형으로 이루어져 있으며 그 상부면에는 다수의 굴곡이 형성되거나 다수의 돌출부가 형성되기도 한다. 이러한, 방착판(40)에 대해서는 이 후 첨부된 도면을 참조하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
제 1 셔터부(29,39,42)는 챔버(21) 내 플라즈마 상태에서 발생된 이온들로부터 제 2 타겟(25b) 또는 제 3 타겟(55a)을 격리시킨다. 구체적으로, 제 1 셔터부(29,39,42)는 제 2 타겟(25b) 또는 제 3 타겟(55a)의 전면에 소정의 간격을 두고 위치하여 플라즈마 상태의 이온들로부터 제 2 타겟(25b) 또는 제 3 타겟(55a)을 차단하는 제 1 셔터(42), 제 1 셔터(42)를 챔버(21)의 하부면에 수평하는 방향(화살표 B)으로 회전시킴으로써 제 1 셔터(42)를 제 2 타겟(25b) 또는 제 3 타겟(55a)의 전면에 위치시키는 제 1 회전 축(39), 및 제 1 회전 축(39)을 구동하는 제 1 셔터 구동부(29)를 구비한다.
제 2 셔터부(28,38,41)는 챔버(21) 내 플라즈마 상태에서 발생된 이온들로부터 제 1 타겟(25a) 또는 제 4 타겟(55b)을 격리시킨다. 구체적으로, 제 2 셔터부(28,38,41)는 제 1 타겟(25a) 또는 제 4 타겟(55b)의 전면에 소정의 간격을 두고 위치하여 상기의 이온들로부터 제 1 타겟(25a) 또는 제 4 타겟(55b)을 차단하는 제 2 셔터(41), 제 2 셔터(41)를 챔버(21)의 하부면에 수평하는 방향(화살표 B)으로 회전시킴으로써 제 2 셔터(41)를 제 1 타겟(25a) 또는 제 4 타겟(55b)의 전면에 위치시키는 제 2 회전 축(38), 및 제 2 회전 축(38)을 구동하는 제 2 셔터 구동 부(28)를 구비한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 제 1 셔터(42)가 제 2 타겟(25b)을 커버하고, 제 2 셔터(41)가 제 1 타겟(25a)을 커버한 상태로 스퍼터링 공정을 수행하는 경우에는 제 3 및 제 4 타겟(55a,55b) 물질이 기판(27)상에 증착된다.
구체적으로, 제 1 셔터(42)가 제 2 타겟(25b)을 커버하고 제 2 셔터(41)가 제 1 타겟(25a)을 커버하면, 챔버(21)의 내부는 진공계에 의해 진공상태를 유지한다. 그리고, 챔버(21)의 내부에는 가스 주입계에 의해 아르곤 가스가 주입된다. 이 후, 주입된 아르곤 가스가 스퍼터 건에 인가된 고주파 전압에 의해 기체 방전을 일으킴으로써 아르곤 가스 플라즈마로 변환된다. 이때, 챔버(21) 내부 즉, 제 3 및 제 4 타겟(55a,55b) 사이의 공간에는 제 3 및 제 4 타겟(55a,55b)의 배면에 마련된 자석들에 의해 자기장이 형성된다. 이와 같이, 기체 방전에 의해 생성된 아르곤 가스 플라즈마는 챔버(21) 내부에 형성된 자기장의 경로를 따라 제 3 및 제 4 타겟(55a,55b) 쪽으로 이동함으로써 제 3 및 제 4 타겟(55a,55b)의 표면과 물리적으로 충돌한다. 이로 인해, 제 3 및 제 4 타겟(55a,55b)의 표면으로부터 증착 물질이 방출되고, 이러한 증착 물질은 챔버(21) 상부면에 위치한 기판(27) 표면에 증착되어, 기판(27) 상에 박막을 형성한다.
도 5는 도 4에 도시된 제 1 및 제 2 셔터의 이동 경로를 설명하기 위한 구성도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 제 1 및 제 2 셔터(42,41) 각각은 챔버(21)의 하부면에 수평하는 방향(화살표 B)으로 회전 이동하여 제 3 및 제 4 타겟(55a,55b) 각각의 전면에 배치될 수 있다. 이와 같이, 제 1 및 제 2 셔터(42,41)가 제 3 및 제 4 타겟(55a,55b)의 전면에 배치되면 제 1 및 제 2 타겟(25a,25b)을 이용한 스퍼터링 공정이 수행될 수 있다.
다시 말하여, 제 1 셔터(42)가 제 3 타겟(55a)을 커버하고 제 2 셔터(41)가 제 4 타겟(55b)을 커버하면, 챔버(21)의 내부는 진공계에 의해 진공상태를 유지한다. 그리고, 챔버(21)의 내부에는 가스 주입계에 의해 아르곤 가스가 주입된다. 이 후, 주입된 아르곤 가스가 스퍼터 건에 인가된 고주파 전압에 의해 기체 방전을 일으킴으로써 아르곤 가스 플라즈마로 변환된다. 이때, 챔버(21) 내부 즉, 제 1 및 제 2 타겟(25a,25b) 사이의 공간에는 제 1 및 제 2 타겟(25a,25b)의 배면에 마련된 자석들(23a,23b)에 의해 자기장이 형성된다. 이와 같이, 기체 방전에 의해 생성된 아르곤 가스 플라즈마는 챔버(21) 내부에 형성된 자기장의 경로를 따라 제 1 및 제 2 타겟(25a,25b) 쪽으로 이동함으로써 제 1 및 제 2 타겟(25a,25b)의 표면과 물리적으로 충돌한다. 이로 인해, 제 1 및 제 2 타겟(25a,25b)의 표면으로부터 증착 물질이 방출되고, 이러한 증착 물질은 챔버(21) 상부면에 위치한 기판(27) 표면에 증착되어, 기판(27) 상에 박막을 형성한다.
이 후, 도 5와 같이 제 1 및 제 2 셔터(42,41)가 제 3 및 제 4 타겟(55a,55b)의 전면에 배치된 상태에서 챔버(21)의 하부면에 수평한 방향(화살표 B)으로 역순 회전하면, 다시 도 4와 같이 제 1 및 제 2 타겟(25a,25b)의 전면에 제 1 및 제 2 셔터(42,41)가 배치된다. 여기서, 제 1 및 제 2 셔터(42,41)는 챔버(21) 내부의 공간 다시 말하여, 챔버(21)의 넓이에 따라 동시에 회전할 수 있으 며, 제 1 및 제 2 셔터(42,41) 순으로 순차 회전할 수도 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 스퍼터링 장치는 제 1 내지 제 4 측에 소정의 거리를 두고 서로 평행하게 대향하는 제 1 및 제 2 타겟(25a,25b)과 소정의 거리를 두고 서로 평행하게 대향하는 제 3 및 제 4 타겟(55a,55b)을 구비한다. 그리고, 플라즈마 상태에서 발생된 이온들로부터 제 2 타겟(25b) 또는 제 3 타겟(55a)을 커버하는 제 1 셔터(39); 및 플라즈마 상태에서 발생된 이온들로부터 제 1 타겟(25a) 또는 제 4 타겟(55b)을 커버하는 제 2 셔터(41)를 구비한다. 이와 같은 구성 및 구동 방법으로 인하여 본 발명은 하나의 챔버(21)에서 복수의 물질을 증착하도록 함으로써 공정 시간을 단축하고 공간적인 장비 효율을 향상시킬 수 있다. 아울러, 스퍼터링 증착 공정을 수행하기 위한 스퍼터링 장치의 수를 줄일 수 있기 때문에 평판 표시장치들의 제조비용을 절감할 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 스퍼터링 장치는 하나의 챔버(21)에서 복수의 물질을 증착하도록 함으로써 공정 시간을 단축하고 공간적인 장비 효율을 향상시킬 수 있다. 하지만, 하나의 챔버(21) 내에서 더 많은 스퍼터링 공정이 수행되기 때문에 챔버(21)의 내부에 구성된 상기의 구성요소들이나 챔버(21)의 내벽면 특히, 방착판(40)에 인가되는 플라즈마 데미지는 더 커질 수밖에 없다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 도 3의 방착판을 나타낸 사시도 및 단면도이다.
도 6a 및 도 6b에 도시된 방착판(40)은 그 상부면이 하나의 원형으로 이루어져 있으며 그 단면이 하나의 직선형의 "V"형태로 이루어진다. 이때, 방착판(40)의 상부 면적은 제 1 내지 제 4 타겟 플레이트(24a,24b,54a,54b)의 사이 공간에 비례하는 크기를 갖는다. 아울러, 도 6a 및 도 6b에서는 방착판(40)의 상부면이 원형으로 형성된 것을 도시하였지만, 방착판(40)은 그 상부면이 하나의 사각형, 또는 다각형 중 어느 한 형태로 이루어질 수도 있다. 여기서, 방착판(40)의 하부에는 방착판(40)을 챔버(21)의 하부면에 고정시키기 위한 복수의 고정부(40a)가 더 마련되기도 한다. 이와 같이, 그 단면이 직선형의 "V" 형태로 이루어진 방착판(40)은 방착판(40)의 상부면으로 인가되는 플라즈마 데미지를 직선형의 "V" 형태가 갖는 소정의 각도로 비껴서 받기 때문에 데미지의 영향을 줄일 수 있다. 아울러, 플라즈마 데미지로 인해 발생되는 이물들이 "V"형상의 중심부에 모이기 때문에 이물들이 챔버(21)의 하부면으로 흩어지는 것을 방지할 수 있다. 이로 인해, 도 6a 및 도 6b에 도시된 방착판(40)은 플라즈마 데미지를 줄여 이물 발생을 억제할 수 있고, 이물들이 기판(27)에 형성되는 박막에 미치는 영향 또한 감소시킬 수 있다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 도 3의 방착판을 나타낸 사시도 및 단면도이다.
도 7a 및 도 7b에 도시된 방착판(50)은 그 상부면이 하나의 원형으로 이루어져 있으며 그 단면이 하나의 곡선형의 "V" 형태로 이루어진다. 이때, 방착판(50)의 상부 면적은 제 1 내지 제 4 타겟 플레이트(24a,24b,54a,54b)의 사이 공간에 비례하는 크기를 갖는다. 아울러, 도 7a 및 도 7b에서는 방착판(50)의 상부면이 원형으로 형성된 것을 도시하였지만, 방착판(50)은 그 상부면이 하나의 사각형, 또는 다각형 중 어느 한 형태로 이루어질 수도 있다. 여기서, 방착판(50)의 하부에는 방착판(50)을 챔버(21)의 하부면에 고정시키기 위한 복수의 고정부(50a)가 더 마련되기도 한다. 이와 같이, 그 단면이 곡선형의 "V" 형태로 이루어진 방착판(50)은 방착판(50)의 상부면으로 인가되는 플라즈마 데미지를 곡선형의 "V" 형태가 갖는 소정의 각도로 비껴서 받기 때문에 데미지의 영향을 줄일 수 있다. 아울러, 플라즈마 데미지로 인해 발생되는 이물들이 "V"형상의 중심부에 모이기 때문에 이물들이 챔버(21)의 하부면으로 흩어지는 것을 방지할 수 있다. 이로 인해, 도 7a 및 도 7b에 도시된 방착판(50)은 플라즈마 데미지를 줄여 이물 발생을 억제할 수 있고, 이물들이 기판(27)에 형성되는 박막에 미치는 영향 또한 감소시킬 수 있다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 도 3의 방착판을 나타낸 사시도 및 단면도이다.
도 8a 및 도 8b에 도시된 방착판(60)은 그 상부면이 하나의 원형으로 이루어져 있으며 그 단면이 하나의 직선형의 "V"형태로 이루어진다. 그리고, 방착판(60)의 상부면에는 복수의 반구형 돌출부(60b)가 더 구비된다. 이러한, 복수의 반구형 돌출부(60b)는 "V"형상으로 형성된 홈 상에 소정의 간격을 가지고 규칙적으로 배치될 수 있으며 불규칙하게 형성될 수도 있다. 또한, 복수의 반구형 돌출부(60b)는 곡선형 "V" 형태의 단면을 갖는 방착판(50)의 상부면에 형성될 수도 있다. 방착판(60)의 상부 면적은 제 1 내지 제 4 타겟 플레이트(24a,24b,54a,54b)의 사이 공간에 비례하는 크기를 갖는다. 아울러, 도 8a 및 도 8b에서는 방착판(60)의 상부면이 원형으로 형성된 것을 도시하였지만, 방착판(60)은 그 상부면이 하나의 사각형, 또는 다각형 중 어느 한 형태로 이루어질 수도 있다. 여기서, 방착판(60)의 하부에는 방착판(60)을 챔버(21)의 하부면에 고정시키기 위한 복수의 고정부(60a)가 더 마련되기도 한다. 이와 같이, 그 단면이 직선형의 "V" 형태로 이루어지고, 그 상부면에 복수의 반구형 돌출부(60b)가 미련된 방착판(60)은 방착판(60)의 상부면으로 인가되는 플라즈마 데미지를 직선형의 "V" 형태 및 반구형 돌출부(60b)가 갖는 소정의 각도로 비껴서 받기 때문에 데미지의 영향을 줄일 수 있다. 아울러, 플라즈마 데미지로 인해 발생되는 이물들이 "V"형상의 중심부 및 반구형 돌출부(60b)의 사이에 모이기 때문에 이물들이 챔버(21)의 하부면으로 흩어지는 것을 방지할 수 있다. 이로 인해, 도 8a 및 도 8b에 도시된 방착판(60)은 플라즈마 데미지를 줄여 이물 발생을 억제할 수 있고, 이물들이 기판(27)에 형성되는 박막에 미치는 영향 또한 감소시킬 수 있다.
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 도 3의 방착판을 나타낸 사시도 및 단면도이다.
도 9a 및 도 9b에 도시된 방착판(70)은 그 상부면이 하나의 원형으로 이루어져 있으며 그 단면이 하나의 직선형의 "V"형태로 이루어진다. 그리고, 방착판(60)의 상부면에는 복수의 삼각산 형태의 돌출부(70b)가 더 구비된다. 이러한, 복수의 삼각산 형태의 돌출부(70b)는 "V" 형상으로 형성된 홈 상에 일률적으로 다시 말하여, 사이 간격 없이 규칙적으로 배치될 수 있으며, 불규칙하게 형성될 수도 있다. 또한, 복수의 삼각산 형태의 돌출부(70b)는 곡선형 "V" 형태의 단면을 갖는 방착판(50)의 상부면에 형성될 수도 있다. 방착판(70)의 상부 면적은 제 1 내지 제 4 타겟 플레이트(24a,24b,54a,54b)의 사이 공간에 비례하는 크기를 갖는다. 아울러, 도 9a 및 도 9b에서는 방착판(70)의 상부면이 원형으로 형성된 것을 도시하였지만, 방착판(70)은 그 상부면이 하나의 사각형, 또는 다각형 중 어느 한 형태로 이루어질 수도 있다. 여기서, 방착판(70)의 하부에는 방착판(70)을 챔버(21)의 하부면에 고정시키기 위한 복수의 고정부(70a)가 더 마련되기도 한다. 이와 같이, 그 단면이 직선형의 "V" 형태로 이루어지고, 그 상부면에 복수의 삼각산 형태의 돌출부(60b)가 마련된 방착판(70)은 방착판(70)의 상부면으로 인가되는 플라즈마 데미지를 직선형의 "V" 형태 및 삼각산 형태의 돌출부(60b)가 갖는 소정의 각도로 비껴서 받기 때문에 데미지의 영향을 줄일 수 있다. 아울러, 플라즈마 데미지로 인해 발생되는 이물들이 "V"형상의 중심부 및 삼각산 형태의 돌출부(60b)의 사이에 모이기 때문에 이물들이 챔버(21)의 하부면으로 흩어지는 것을 방지할 수 있다. 이로 인해, 도 9a 및 도 9b에 도시된 방착판(70)은 플라즈마 데미지를 줄여 이물 발생을 억제할 수 있고, 이물들이 기판(27)에 형성되는 박막에 미치는 영향 또한 감소시킬 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 스퍼터링 장치는 하나의 챔버(21)에서 복수의 물질을 증착하도록 함으로써 공정 시간을 단축하고 공간적인 장비 효율을 향상시킬 수 있다. 아울러, 스퍼터링 증착 공정을 수행하기 위한 스퍼터링 장치의 수를 줄일 수 있기 때문에 평판 표시장치들의 제조비용을 절감할 수도 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
도 1은 유기 전계 발광소자를 나타낸 구성 단면도.
도 2는 종래기술에 따른 스퍼터링 장치를 나타낸 구성 단면도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 스퍼터링 장치를 나타낸 구성 단면도.
도 4는 도 3에 도시된 스퍼터링 장치의 내부 구조를 나타낸 사시도.
도 5는 도 4에 도시된 제 1 및 제 2 셔터의 이동 경로를 설명하기 위한 구성도.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 도 3의 방착판을 나타낸 사시도 및 단면도.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 도 3의 방착판을 나타낸 사시도 및 단면도.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 도 3의 방착판을 나타낸 사시도 및 단면도.
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 도 3의 방착판을 나타낸 사시도 및 단면도.
＊도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명＊
21 : 챔버 26 : 기판 플레이트
29,39,42: 제 1 셔터부 28,38,41 : 제 2 셔터부
25a,25b,55a,55b : 제 1 내지 제 4 타겟
24a,24b,54a,54b : 제 1 내지 제 4 타겟 플레이트

Claims (8)

  1. 진공 가능한 챔버;
    상기 챔버 내부의 제 1 및 제 2 측에 소정의 거리를 두고 서로 평행하게 대향하는 제 1 및 제 2 타겟;
    상기 제 1 및 제 2 타겟이 각각 안착되는 제 1 및 제 2 타겟 플레이트; 및,
    스퍼터링 공정시 발생되는 플라즈마 데미지를 줄임과 아울러 플라즈마 데미지로 인해 발생된 이물들이 상기 챔버의 바닥면에 퍼지는 것을 방지하기 위해 상기 챔버의 하부에 마련된 단면이 "V"자 형으로 이루어진 방착판을 구비한 것을 특징으로 하는 스퍼터링 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 스퍼터링 장치는
    상기 챔버 내부의 제 3 및 제 4 측에 소정의 거리를 두고 서로 평행하게 대향하는 제 3 및 제 4 타겟,
    상기 제 3 및 제 4 타겟이 각각 안착되는 제 3 및 제 4 타겟 플레이트,
    상기 제 1 내지 제 4 타겟 플레이트 각각의 배면에서 자기장을 형성시키는 복수의 자석,
    상기 제 1 내지 제 4 타겟 플레이트를 고정시키는 복수의 조립체,
    플라즈마 상태에서 발생된 이온들로부터 상기 제 1 타겟 또는 제 3 타겟을 커버하는 제 1 셔터부, 및
    상기 플라즈마 상태에서 발생된 이온들로부터 상기 제 2 타겟 또는 제 4 타겟을 커버하는 제 2 셔터부를 더 구비한 것을 특징으로 하는 스퍼터링 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 셔터부는
    상기 제 1 타겟 또는 제 3 타겟의 전면에 소정의 간격을 두고 위치하여 상기 이온들로부터 상기 제 1 타겟 또는 제 3 타겟을 차단하는 제 1 셔터,
    상기 제 1 셔터를 제 1 내지 제 3 축 중 적어도 하나의 축으로 회전 이동시킴으로써 상기 제 1 셔터를 상기 제 1 타겟 또는 제 3 타겟의 전면에 위치시키는 제 1 회전 축, 및
    상기 제 1 회전 축을 구동하는 제 1 셔터 구동부를 구비한 것을 특징으로 하는 스퍼터링 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 2 셔터부는
    상기 제 2 타겟 또는 제 4 타겟의 전면에 소정의 간격을 두고 위치하여 상기의 이온들로부터 상기 제 2 타겟 또는 제 4 타겟을 차단하는 제 2 셔터,
    상기 제 2 셔터를 제 1 내지 제 3 축(A 내지 C)중 적어도 하나의 축으로 회전 이동시킴으로써 상기 제 2 셔터를 상기 제 2 타겟 또는 제 4 타겟의 전면에 위 치시키는 제 2 회전 축, 및
    상기 제 2 회전 축을 구동하는 제 2 셔터 구동부를 구비한 것을 특징으로 하는 스퍼터링 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 타겟은
    ITO, 구리(Cu), 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo), 은(Si) 등의 물질 중 어느 하나의 물질로 동일하게 이루어지며,
    상기 제 3 및 제 4 타겟은 상기 제 1 및 제 2 타겟과는 다른 물질로 이루어지지만 ITO, 구리(Cu), 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo), 은(Si) 등의 물질 중 어느 하나의 물질로 동일하게 이루어진 것을 특징으로 하는 스퍼터링 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 방착판은
    상기 제 1 및 제 2 타겟 플레이트의 사이 공간에 비례하는 크기로 형성되며, 그 상부면이 하나의 원형, 사각형, 및 다각형 중 어느 한 형태로 이루어진 것을 특징으로 하는 스퍼터링 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 방착판은
    그 단면이 하나의 직선형의 "V" 형태 또는 곡선형의 "V" 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 스퍼터링 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 방착판은
    그 상부면에 복수의 삼각산 형태의 돌출부 또는 복수의 반구형 돌출부가 더 형성된 것을 특징으로 하는 스퍼터링 장치.
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