스퍼터링 장치 document_id A220517006999

본 발명은 스퍼터링 장치에 관한 것으로, 특히 챔버 내의 캐소드 사이에 다수의 가스 포트가 구비되는 스퍼터링 장치에 관한 것이다. 통상 스퍼터링(Sputtering) 장치는 플라즈마에 의해 이온을 가속시켜 이온을 타겟에 충돌하게 하여 기판에 타겟 물질을 성막하는 장치이다. 상기 스퍼터링 장치를 이용한 스퍼터링 공정은 고온에서 진행되는 화학증착장치에 비해 기판을 약 400도의 저온으로 유지하면서 박막을 형성할 수 있는 장점이 있다. 이러한 스퍼터링장치는 비교적 간단한 구조로 짧은 시간에 증착막을 형성할 수 있기 때문에 액정표시장치, 유기 전계방광소자 등의 평판표시소자에 널리 이용되고 있다. 상기 스퍼터링 장치는 챔버 내에 구비된 타겟부와 기판부를 각각 전원의 음극단(cathode)과 양극단(anode)에 연결하고, 고주파를 발생시키면서 상기 음극단 및 양극단에 직류전원을 인가하면 전기장의 작용으로 타겟에서 전자가 발생되고 이 전자들은 양극단으로 가속된다. 이 때, 가속 전자들이 챔버에 공급된 불활성가스와 충돌하여 가스가 이온화되며, 상기 불활성 가스의 양이온은 전기장의 작용으로 음극단에 연결된 타겟과 충돌하여 타겟 표면에서 타겟 원자들이 이탈되는 스퍼터링 현상이 발생된다. 한편, 상기 타겟에서 방출되어 양극단으로 가속되는 전자는 중성원자와 충돌하여 여기되고 이때 플라즈마가 발생한다. 플라즈마는 외부의 전위가 유지되고 전자가 계속 발생할 경우 유지된다. 또한, 이렇게 이탈된 타겟 원자들은 기판부에 형성됨으로써 소정의 물질이 기판 상에 증착되는 것이다. 도 1는 종래 스퍼터링 장치의 챔버 내부를 나타내는 단면도이다. 도 1을 참조하면, 종래 스퍼터링 장치의 챔버 내부에는 기판부(SP), 타겟부(TP) 및 마스크부(MP)로 이루어진다. 타겟부(TP)는 후면판(14) 및 타겟(12)으로 이루어지며, 상기 후면판(14) 뒤에는 자석이 구비될 수 있는데, 상기 자석(18)은 플라즈마에서 발생하는 전자가 스퍼터링 장치의 다른 부분으로 이탈하는 것을 방지하기 위해 자기장을 인가하게 된다. 또한, 상기 후면판(14)은 스퍼터링에 의해 기판(8)에 형성되는 증착물질인 타겟(12)을 고정하게 된다. 또한, 상기 타겟과 후면판 사이에는 음극단(cathode)가 구비되어 있다. 기판부(SP)는 스퍼터링 공정에 의해 증착 물질이 증착되는 기판(8)과, 기판(8)을 지지하는 서셉터(10)로 이루어지며, 또한, 상기 기판과 서셉터 사이에는 양극단(anode)가 구비되어 있다. 마스크부(MP)는 마스크(2), 플로팅 마스크(4) 및 절연체(6)로 이루어짐으로써 기판(8)의 비층착 부분에 타겟 물질이 증착 됨을 방지한다. 마스크(2)는 알루미늄(Al) 등과 같은 전도성 물질을 이용하여 사각 테두리 형상으로 형성되며 음극역할을 하는 타겟(42)과의 전위차를 유지하여 플라즈마를 생성 하게 된다. 플로팅 마스크(4)는 알루미늄(Al) 등과 같은 전도성 물질로 마스크(2)의 테두리 내측에 마스크(2)와 전기적으로 절연되게 형성된다. 절연체(6)는 절연물질로 형성되어 마스크(2)와 플로팅 마스크(4)를 전기적으로 절연시킨다. 또한, 상기 스퍼터링 챔버 내에서 스퍼터링 공정이 수행되기 위해서는 챔버 내에 비활성 기체가 공급되어야 하며, 도 1에 도시된 종래의 스퍼터링 장치의 경우 별도로 구비된 가스 공급 포트를 통해 비활성 기체가 유입된다. 그러나, 스퍼터링이 수행되는 기판의 사이즈가 대형화됨에 따라 타겟과 기판 사이의 챔버 영역에 플라즈마가 존재하지 않는 영역이 발생되어 기판 상에 증착되는 막의 특성이 변화되는 문제가 발생된다. 즉, 종래의 스퍼터링 장치의 경우 비활성 가스 공급 포트가 챔버 하부에 별도로 구비되어 이를 통해서 비활성 가스를 챔버 내로 제공함으로써, 상기 기판의 대면적화에 따라 기판에 증착되는 물질의 조성이 상이하게 되는 단점이 있다.