증착 타겟을 컨디셔닝하기 위한 방법 및 시스템 document_id A220623109013

증착을 통한 박막의 도포는 반도체 제조, 유리 코팅, 컴팩트 디스크(CD)의 제조, 장식 코팅 및 평판 표시장치의 제조를 포함하는 광범위한 산업에 있어서 중요한 제조 공정이다. 화학적 증착(CVD)에 있어서, 기판은, 소망 필름을 형성하기 위해 기판과 반응하거나 그 위에 분해되는 하나 이상의 화학적 전구체에 노출된다. 물리적 증착(PVD)에 있어서, 박막은 화학적 수단보다는 물리적 수단을 통해 기판상에 증착된다. PVD의 예로서는, 증발, 스퍼터링, 및 무선주파수(RF) 플라즈마 공정들을 포함한다. 스퍼터링 공정에 있어서, 예컨대, "플라즈마"를 발생하는 증발 코팅 챔버 내에 가스를 이온화하기 위해 전기 에너지가 사용된다. 플라즈마의 정전하 이온은 타겟의 원자들이 자유로 두들겨지도록 "타겟"으로 불리는 물질에 충격을 가한다. 이들 원자의 대부분은 타겟으로부터 기판으로 "드리프트(drift)"하는 전기적 중성 이온들이며, 이들은 기판과 반응 또는 응축하여 기판상에 박막을 형성한다. 통상의 스퍼터링 타겟은 알루미늄, 붕소, 구리, 철, 니켈, 은, 티타늄 및 아연을 포함한다. 타겟의 오염은 플라즈마 베이스 증착 공정에 있어서 중요한 문제이다. 타겟은 다양한 방식으로 오염될 수 있다. 예컨대, 타겟의 표면은, 챔버에 위치되기 전에 공기, 수증기 또는 공기 중의 탄화수소에의 노출에 의해 산화 또는 오염될 수 있다. 타겟은 또한, 증착 공정시 오염될 수도 있다. 스퍼터링된 물질의 일부는 타겟 부식 영역 또는 "레이스트랙(racetrack)" 외측 면상에 재증착될 수도 있다. 이 재증착된 물질은 타겟 물질과 상이한 구조를 가지며 타겟의 표면에 전기적 아크를 일으킬 수 있다. 아크는 막 내에 입자상 물질을 유도함으로써 증착 막의 질에 영향을 미칠 수 있다. 오염의 또 다른 근원은 소위 "캐소드 다크 스페이스(cathode dark space)"(많은 응용에 있어서 타겟-부전위 요소-그라운드 간의 물리적 공간)에 있어서의 아크이다. 이와 같은 아크가 일어나면, 증착이 심하게 영향을 받아, 타겟 또는 기판에 대한 충격이 타겟, 기판 또는 이들 모두의 오염에 부가되는 결과를 초래할 수 있다. 타겟으로부터 불순물을 컨디셔닝 또는 제거하기 위한 많은 방법이 있다. 예컨대, 타겟은 물리적으로(즉, 수동으로) 세정될 수 있다. 다른 방법은 불순물을 "가열 제거(burn off)"하기에 충분한 기간 동안 오염된 타겟에 스퍼터링 처리를 행하는 것이다. 이 방법에 있어서, 기판은 챔버로부터 생략될 수 있으며, 또는 간단히 폐기되는 "더미(dummy)" 기판 또는 실제 기판이 사용되어도 좋다. 다른 방법은 특정 범위의 입경을 갖는 미세하게 분할되는 파우더로 타겟의 표면을 세차게 때리는 것을 수반한다. 다른 방법은 전체적으로 아크를 제거하면서 타겟의 컨디셔닝을 행하도록 역 바이어스 펄스를 사용하는 것을 수반한다. 증착 타겟을 컨디셔닝하기 위한 종래의 방법은 완료하는데에 상당한 시간(예컨대, 수시간)을 요한다. 따라서, 당해 기술 분야에 있어서 증착 타겟을 컨디셔닝하기 위한 개선된 방법 및 시스템이 필요하다.