(57)【要約】【課題】薄膜蒸着装置、及び薄膜蒸着方法を提供する。【解決手段】内部に反応空間を有する工程チャンバーと、前記反応空間にプラズマを発生させるプラズマ発生ユニットと、前記プラズマ発生ユニットと独立して駆動され、前記反応空間に電場を形成し、前記プラズマによりターゲットをスパッタリングするスパッタユニットと、を含む薄膜蒸着装置。【選択図】図１
2014031573.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に反応空間を有する工程チャンバーと、
前記反応空間にプラズマを発生させるプラズマ発生ユニットと、
前記プラズマ発生ユニットと独立して駆動され、前記反応空間に電場を形成し、前記プラズマによりターゲットをスパッタリングするスパッタユニットと、を含む薄膜蒸着装置。
【請求項２】
前記プラズマ発生ユニットは、無電極型プラズマ発生装置である、請求項１に記載の薄膜蒸着装置。
【請求項３】
前記プラズマ発生ユニットは、誘導電磁界を用いて前記プラズマを発生させる、請求項１または２に記載の薄膜蒸着装置。
【請求項４】
前記プラズマ発生ユニットは、電子サイクロトロン共鳴プラズマ発生装置である、請求項２または３に記載の薄膜蒸着装置。
【請求項５】
前記プラズマ発生ユニットは、
前記反応空間にガスを供給するガス供給部と、
電磁波を発生させる電磁波発生部と、
前記電磁波発生部から発生した前記電磁波を内部に流して前記反応空間に導くスロットアンテナが少なくとも１つ形成された導波管と、
前記スロットアンテナに隣接するように配置され、前記電磁波が流れる経路に磁場を形成する磁石と、を含む、請求項４に記載の薄膜蒸着装置。
【請求項６】
前記導波管は、前記工程チャンバーを平面上取り囲んだ形状を有する、請求項５に記載の薄膜蒸着装置。
【請求項７】
前記スロットアンテナは複数形成され、前記複数のスロットアンテナは、前記工程チャンバーの水平方向互いに離隔されて配置される、請求項５または６に記載の薄膜蒸着装置。
【請求項８】
前記プラズマ発生ユニットは、誘導結合プラズマ発生装置である、請求項２または３に記載の薄膜蒸着装置。
【請求項９】
前記スパッタユニットは、
バイアス電圧を発生させる電源発生部と、
前記バイアス電圧が印加される第１電極と、
前記反応空間を介して前記第１電極と対向し、前記第１電極と共に前記電場を形成する第２電極と、を含む、請求項１に記載の薄膜蒸着装置。
【請求項１０】
前記スパッタユニットは、マグネトロンスパッタ装置である、請求項９に記載の薄膜蒸着装置。
【請求項１１】
前記薄膜蒸着装置は、前記工程チャンバーに結合された基板移送チャンバーをさらに含み、
前記基板移送チャンバーは、前記基板移送チャンバーの内部が前記反応空間と通じ、前記スパッタユニットにより前記ターゲットからスパッタリングされた物質が蒸着した基板が移送される基板移送空間を有する、請求項１に記載の薄膜蒸着装置。
【請求項１２】
工程チャンバーを有する薄膜蒸着装置を用いて基板上に薄膜を形成する方法であって、
前記薄膜蒸着装置のプラズマ発生ユニットを駆動させて前記工程チャンバーの反応空間にプラズマを発生させる段階と、
前記薄膜蒸着装置のスパッタユニットを駆動させて、前記プラズマによりターゲットをスパッタリングする段階と、
前記ターゲットからスパッタリングされた材料を前記基板上に蒸着する段階と、を含む薄膜蒸着方法。
【請求項１３】
前記プラズマ発生ユニット及び前記スパッタユニットは、互いに独立して駆動される、請求項１２に記載の薄膜蒸着方法。
【請求項１４】
前記プラズマ発生ユニットは、誘導電磁界を用いて前記プラズマを発生させる、請求項１２または１３に記載の薄膜蒸着方法。
【請求項１５】
前記プラズマ発生ユニットは、電磁波による電子サイクロトロン共鳴を用いて前記プラズマを発生させる、請求項１２〜１４のいずれか一項に記載の薄膜蒸着方法。
【請求項１６】
前記プラズマ発生ユニット及び前記スパッタユニットを駆動させる段階の前に、前記反応空間に基板を搬入する段階をさらに含み、
前記基板は、前記基板上に有機膜が形成されており、前記有機膜は、前記反応空間に対して露出している、請求項１２〜１５のいずれか一項に記載の薄膜蒸着方法。
【請求項１７】
前記ターゲットは無機物を含み、前記基板は、前記有機膜上に無機膜が形成される、請求項１６に記載の薄膜蒸着方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄膜蒸着装置、及び薄膜蒸着方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的なスパッタ装置では、チャンバーの内部に配置されたアノード及びカソードへバイアス電圧を印加して電場を形成し、前記チャンバー内へ電場の影響を受ける不活性ガスを供給してプラズマを形成する。さらに、一般的なスパッタ装置では、電場によって加速された前記プラズマのイオンをターゲットに衝突させて前記ターゲットをスパッタリングする。かかる場合、不活性ガスからプラズマを形成するためには、バイアス電圧を所定値以上の高電圧にする必要がある。
【０００３】
バイアス電圧を高電圧とする場合、バイアス電圧が高いほど、プラズマのイオンが有するエネルギーは増加する。そのため、場合によっては、プラズマのイオンの一部が基板側へ照射される可能性がある。例えば、アルゴンを含む不活性ガスからプラズマを形成する場合、アルゴン陽イオンはバイアス電圧によって加速され、固体原子を含むターゲットに衝突して固体原子をスパッタリングする。ここで、アルゴン陽イオンは、アルゴン中性原子に還元されることもありうる。かかる場合、前述のアルゴン中性原子は約２０ｅＶ以上のエネルギーを有し、かかるエネルギーを有するアルゴン中性原子がターゲットに衝突した後に基板側へ照射されることがある。また、ターゲットからスパッタリングされた固体原子においても、約１０ｅＶ以上のエネルギーを有した状態で基板側へ照射されることがある。
【０００４】
さらに、他の例として、酸素を含む不活性ガスから前記プラズマが形成される、または酸素と固体原子とを含むターゲットが使用される場合、ターゲットの表面において酸素から生成された酸素陰イオンがバイアス電圧によって加速される。かかる場合、酸素陰イオンは、約１００ｅＶ〜約４００ｅＶのエネルギーを有することがあり、かかるエネルギーを有する酸素陰イオンが基板に向かって照射されることがある。
【０００５】
上述したアルゴン中性原子及び酸素陰イオンのような高エネルギーを有する物質が基板側へ照射される場合、基板に既に形成されている薄膜が高エネルギーを有する物質により損傷される可能性がある。特に、薄膜が有機発光ダイオードの発光層などを形成する有機膜である場合、有機膜の炭素の結合エネルギーは、約１０ｅＶ未満であり、アルゴン中性原子及び酸素陰イオンが有するエネルギーよりも小さい。したがって、基板側へ照射されるアルゴン中性原子及び酸素陰イオンによって有機膜の炭素結合が切断される可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】韓国特許公開第１０−２０１１−００８７０７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述したように一般的なスパッタ装置を利用して有機膜上に薄膜を蒸着する場合、薄膜の蒸着の間に有機膜が損傷し、欠陥が発生するという問題があった。
【０００８】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、基板に形成された薄膜上にさらに薄膜を蒸着する際に、既に形成された薄膜に欠陥が発生することを防止する、新規かつ改良された薄膜蒸着装置及び薄膜蒸着方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、内部に反応空間を有する工程チャンバーと、前記反応空間にプラズマを発生させるプラズマ発生ユニットと、前記プラズマ発生ユニットと独立して駆動され、前記反応空間に電場を形成し、前記プラズマによりターゲットをスパッタリングするスパッタユニットを含む薄膜蒸着装置が提供される。
【００１０】
前記プラズマ発生ユニットは、無電極型プラズマ発生装置であってもよい。
【００１１】
前記プラズマ発生ユニットは、誘導電磁界（ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ  ｆｉｅｌｄ）を用いて前記プラズマを発生させてもよい。
【００１２】
前記プラズマ発生ユニットは、電子サイクロトロン共鳴プラズマ（ｅｌｅｃｔｒｏｎ  ｃｙｃｌｏｔｒｏｎ  ｒｅｓｏｎａｎｃｅ  ｐｌａｓｍａ：ＥＣＲ  ｐｌａｓｍａ）発生装置であってもよい。
【００１３】
前記プラズマ発生ユニットは、前記反応空間にガスを供給するガス供給部と、電磁波を発生させる電磁波発生部と、前記電磁波発生部から発生した前記電磁波を内部に流して前記反応空間に導くスロットアンテナ（ｓｌｏｔ  ａｎｔｅｎｎａ）が少なくとも１つ形成された導波管と、前記スロットアンテナに隣接するように配置され、前記電磁波が流れる経路に磁場を形成する磁石と、を含んでもよい。
【００１４】
前記導波管は、前記工程チャンバーを平面上取り囲んだ形状を有してもよい。
【００１５】
前記スロットアンテナは複数形成され、前記複数のスロットアンテナは、前記工程チャンバーの水平方向に互いに離隔されて配置されてもよい。
【００１６】
前記プラズマ発生ユニットは、誘導結合プラズマ（ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ  ｃｏｕｐｌｅｄ  ｐｌａｓｍａ）発生装置であってもよい。
【００１７】
前記スパッタユニットは、バイアス電圧を発生させる電源発生部と、前記バイアス電圧が印加される第１電極と、前記反応空間を介して前記第１電極と対向し、前記第１電極と共に前記電場を形成する第２電極と、を含んでもよい。
【００１８】
前記スパッタユニットは、マグネトロンスパッタ装置であってもよい。
【００１９】
前記薄膜蒸着装置は、前記工程チャンバーに結合された基板移送チャンバーをさらに含み、前記基板移送チャンバーは、前記基板移送チャンバーの内部が前記反応空間と通じ、前記スパッタユニットにより前記ターゲットからスパッタリングされた物質が蒸着した基板が移送される基板移送空間を有してもよい。
【００２０】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、工程チャンバーを有する薄膜蒸着装置を用いて基板上に薄膜を形成する方法であって、前記薄膜蒸着装置のプラズマ発生ユニットを駆動させて前記工程チャンバーの反応空間にプラズマを発生させる段階と、前記薄膜蒸着装置のスパッタユニットを駆動させて、前記プラズマによりターゲットをスパッタリングする段階と、前記ターゲットからスパッタリングされた材料を前記基板上に蒸着する段階と、を含む薄膜蒸着方法が提供される。
【００２１】
前記プラズマ発生ユニット及び前記スパッタユニットは、互いに独立して駆動されてもよい。
【００２２】
前記プラズマ発生ユニットは、誘導電磁界（ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ  ｆｉｅｌｄ）を用いて前記プラズマを発生させてもよい。
【００２３】
前記プラズマ発生ユニットは、電磁波による電子サイクロトロン共鳴を用いて前記プラズマを発生させてもよい。
【００２４】
前記プラズマ発生ユニット及び前記スパッタユニットを駆動させる段階の前に、前記反応空間に基板を搬入する段階をさらに含み、前記基板は、前記基板上に有機膜が形成されており、前記有機膜は、前記反応空間に対して露出していてもよい。
【００２５】
前記ターゲットは無機物を含み、前記基板は、前記有機膜上に無機膜が形成されてもよい。
【発明の効果】
【００２６】
以上説明したように本発明によれば、基板に形成された薄膜上にさらに薄膜を蒸着する際に、既に形成された薄膜に欠陥が発生することを防止することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第１の実施形態による薄膜蒸着装置の側断面図である。
【図２】図１に図示された薄膜蒸着装置の水平断面図である。
【図３】本発明の第２の実施形態による薄膜蒸着装置の側断面図である。
【図４】図３に図示された薄膜蒸着装置の水平断面図である。
【図５】本発明の第３の実施形態による薄膜蒸着装置の側断面図である。
【図６】本発明の実施形態による基板上に薄膜を蒸着する方法を示すフローチャートである。
【図７Ａ】基板上に薄膜が蒸着される前の基板を拡大した図面である。
【図７Ｂ】薄膜が蒸着される際の基板を拡大した図面である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。上記の本発明の目的、特徴、及び効果は、図面を参照して説明される実施形態により容易に理解することができる。但し、本発明は以下で説明される実施形態に限定されるものではなく、多様な形態に応用して、または変形して実施することも可能である。ここで、後述する本発明の実施形態は、本発明によって開示される技術思想をより明確にし、さらに本発明が属する分野における通常の知識を有する者が本発明の技術思想を十分に理解するために提供されるものである。したがって、本発明の範囲は、後述される実施形態によって限定されると解釈してはならない。
【００２９】
図１は本発明の第１の実施形態による薄膜蒸着装置の側断面図であり、図２は図１に図示された薄膜蒸着装置の水平断面図である。
【００３０】
図１及び図２を参照すると、薄膜蒸着装置５００は、基板ＳＢ上に薄膜を蒸着する装置であり、前記薄膜蒸着装置５００は、工程チャンバーＣＢ１と、ガス供給部１８０と、基板移送チャンバーＣＢ２と、スパッタユニット１００と、プラズマ発生ユニット２００と、を含む。
【００３１】
前記工程チャンバーＣＢ１は、前記工程チャンバーＣＢ１の内部に反応空間１２０を有する。また、前記工程チャンバーＣＢ１は、前記基板ＳＢが移送される空間を有する基板移送チャンバーＣＢ２に結合される。ここで、前記基板移送チャンバーＣＢ２の一側には搬入口５１が形成され、他側には搬出口５２が形成される。したがって、前記基板ＳＢは、前記搬入口５１により前記基板移送チャンバーＣＢ２の内部に搬入される。また、前記基板ＳＢは、前記基板ＳＢ上への薄膜の蒸着が完了した後に、前記搬出口５２から前記基板移送チャンバーＣＢ２の外部へ搬出される。
【００３２】
本発明の第１の実施形態では、前記基板移送チャンバーＣＢ２内において、前記基板ＳＢを支持する基板支持台３０は、駆動部２０の駆動によって第１方向Ｄ１及び前記第１方向Ｄ１と逆方向へ移動することができる。したがって、前記駆動部２０の駆動により、前記基板ＳＢは、前記搬入口５１又は前記搬出口５２に隣接するように移送される。かかる構成により、前記基板移送チャンバーＣＢ２の外部に配置された基板移送ロボット（図示せず）は、前記基板支持台３０上への前記基板ＳＢの静置、および前記基板支持台３０上に静置された前記基板ＳＢの取出しを容易に行うことができる。
【００３３】
また、前記薄膜蒸着装置５００が蒸着を行う際に、前記駆動部２０の駆動により、前記基板支持台３０を第１方向Ｄ１または前記第１方向Ｄ１の逆方向へ移動させることも可能である。かかる場合、ターゲットＴＧからスパッタリングされたスパッタリング材料ＳＭが前記基板ＳＢの一側から他側まで順次照射されるため、前記基板ＳＢの全面に薄膜を均一な厚さに蒸着することができる。
【００３４】
前記プラズマ発生ユニット２００は、前記反応空間１２０にプラズマＰＭを発生させる。本発明の第１の実施形態では、前記プラズマ発生ユニット２００は、誘導電磁界（ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ  ｆｉｅｌｄ）を用いて前記プラズマＰＭを発生させることができる。本発明の第１の実施形態では、前記プラズマ発生ユニット２００は、例えば、電子サイクロトロン共鳴プラズマ（ｅｌｅｃｔｒｏｎ  ｃｙｃｌｏｔｒｏｎ  ｒｅｓｏｎａｎｃｅ  ｐｌａｓｍａ、ＥＣＲ  ｐｌａｓｍａ）発生装置、又は誘導結合プラズマ（ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ  ｃｏｕｐｌｅｄ  ｐｌａｓｍａ）発生装置であってもよい。上述したプラズマ発生装置は、バイアス電圧が印加された２つの電極の代わりに、誘導電磁界を利用して前記プラズマＰＭを発生させる。したがって、前記プラズマ発生装置は、無電極型プラズマ発生装置として定義されることもある。しかしながら、本発明は、前記プラズマ発生ユニット２００の種類によって限定されない。前記プラズマ発生ユニット２００は、例えば、直流電源又はＲＦ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）電源が印加された２つの電極の間に形成された電場を利用してプラズマを発生させる公知のプラズマ発生装置であってもよい。
【００３５】
図１及び図２では前記プラズマ発生ユニット２００の一例として、電子サイクロトロン共鳴プラズマ発生装置を図示した。図１及び図２に図示した前記プラズマ発生ユニット２００の構造について、以下で説明を行う。
【００３６】
前記プラズマ発生ユニット２００は、ガス供給部１８０と、電磁波発生部２３０と、導波管２１０と、第１磁石Ｎ１と、第２磁石Ｎ２と、誘電体板２２０と、を含む。
【００３７】
前記ガス供給部１８０は、前記工程チャンバーＣＢ１に連結されて前記反応空間１２０へガスを供給する。供給される前記ガスは、プラズマＰＭを形成するのに必要なソース物質を包含してもよい。本発明の第１の実施形態では、供給される前記ガスは、例えば、アルゴンガスのような不活性ガスを包含してもよい。
【００３８】
前記電磁波発生部２３０は、外部から電源を供給されてマイクロ波などの電磁波を発生させる。また、前記電磁波発生部２３０は、前記導波管２１０に連結されており、発生させた電磁波を前記導波管２１０側へ供給する。前記導波管２１０には、前記電磁波発生部２３０から供給された前記電磁気波を内部に流し、前記反応空間１２０に導く多数のスロットアンテナＳＴが形成される。したがって、前記導波管２１０の内部に沿って流れた前記電磁波は、前記多数のスロットアンテナＳＴを通じて前記反応空間１２０側へ到達することができる。
【００３９】
本発明の第１の実施形態では、前記導波管２１０は、前記工程チャンバーＣＢ１を平面上囲んだ形状を有していてもよい。かかる場合、前記多数のスロットアンテナＳＴは、前記工程チャンバーＣＢ１の水平方向に互いに離隔されて配置される。
【００４０】
前記第１及び前記第２磁石Ｎ１、Ｎ２は、前記多数のスロットアンテナＳＴの各々と隣接するように配置される。また、前記誘電体板２２０は、アルミナなどのセラミック材料を含み、前記電磁波が前記多数のスロットアンテナＳＴを経て、前記反応空間１２０に到達する経路に配置される。かかる構成により、前記電磁波に誘導電磁界が発生し、前記反応空間１２０へ供給された不活性ガスから前記プラズマＰＭが形成される。
【００４１】
また、本発明の第１の実施形態では、電磁波発生部２３０が発生させる前記電磁波は、約２．４５ＭＨｚの周波数を有するマイクロ波であり、前記第１及び第２磁石Ｎ１、Ｎ２によって形成される磁気場の強さは約８７５Ｇａｕｓｓ（約８７．５ｍＴ）である。かかる場合、前記反応空間１２０内に電子サイクロトロン共鳴（ｅｌｅｃｔｒｏｎ  ｃｙｃｌｏｔｒｏｎ  ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）が発生し、前記不活性ガスから前記プラズマＰＭをより容易に発生させることができる。
【００４２】
前記スパッタユニット１００は、前記プラズマ発生ユニット２００によって前記反応空間１２０に形成された前記プラズマＰＭを用いて、ターゲットＴＧをスパッタリングする。本発明の第１の実施形態では、前記スパッタユニット１００は、マグネトロンスパッタ装置であってもよい。しかし、本発明は、前記スパッタユニット１００の種類に限定されるものではなく、前記スパッタユニット１００は、前記マグネトロンスパッタ装置以外の公知の他の種類のスパッタ装置であってもよい。
【００４３】
前記スパッタユニット１００は、電源発生部１１０と、ターゲットＴＧと、マグネトロンスパッタガンＳＧと、前記マグネトロンスパッタガンＳＧ内部に配置されたＳ極及びＮ極磁石Ｍ１、Ｍ２と、を含む。本発明の第１の実施形態では、平面上において前記Ｎ極磁石Ｍ２は、前記Ｓ極磁石Ｍ１と離隔して配置され、前記Ｓ極磁石Ｍ１は、前記Ｎ極磁石Ｍ２を平面上囲むように配置される。前記Ｓ極及びＮ極磁石Ｍ１、Ｍ２によって形成された電磁場は、前記プラズマＰＭのイオン化効率を増加させて前記ターゲットＴＧのスパッタリング効率を向上させることができる。
【００４４】
前記電源発生部１１０は、前記マグネトロンスパッタガンＳＧに結合された前記ターゲットＴＧへバイアス電圧を印加する。かかる場合、前記スパッタユニット１００において、前記ターゲットＴＧは第１電極として作用し、基板ＳＢの下部で前記基板ＳＢを支持する基板支持台３０は第２電極として作用する。したがって、前記プラズマ発生ユニット２００により前記反応空間１２０内に前記プラズマＰＭが形成された場合、前記スパッタユニット１００は、前記第２電極及び前記第１電極の間に形成された電場ＥＦを用いて前記プラズマＰＭの陽イオンを前記ターゲットＴＧに衝突させる。したがって、前記ターゲットＴＧからスパッタリングされたスパッタリング材料ＳＭが、前記基板ＳＢ上に照射されて前記基板ＳＢ上に薄膜を形成することができる。なお、例えば、第１電極はカソードであり、第２電極はアノードである。
【００４５】
ここで、上述した構成を有する前記薄膜蒸着装置５００において、前記プラズマ発生ユニット２００は、前記電磁波発生部２３０によって駆動され、前記スパッタユニット１００は前記電源発生部１１０によって駆動される。よって、前記スパッタユニット１００及び前記プラズマ発生ユニット２００は、互いに独立して駆動させることができる。かかる構成により、スパッタユニット１００が印加するバイアス電圧を、前記プラズマＰＭを形成する前記プラズマ発生ユニット２００の駆動と独立して制御することができる。したがって、前記基板ＳＢ上に形成された薄膜に対して、スパッタリング材料ＳＭによる欠陥が発生しないように前記バイアス電圧の大きさを減少させることが可能である。かかる点については、図７Ａ及び図７Ｂを参照してより詳細に後述する。
【００４６】
図３は、本発明の第２の実施形態による薄膜蒸着装置の側断面図であり、図４は、図３に図示された薄膜蒸着装置の水平断面図である。図３において、すでに図１及び図２を参照して説明した構成要素に対しては、同一の図面符号を併記し、重複する説明は省略する。
【００４７】
図３及び図４を参照すると、薄膜蒸着装置５０１は、スパッタユニット１００と、プラズマ発生ユニット３００と、を含む。図３に図示した第２の実施形態では、前記プラズマ発生ユニット３００は、例えば、誘導結合プラズマ（ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ  ｃｏｕｐｌｅｄ  ｐｌａｓｍａ）発生装置である。
【００４８】
前記プラズマ発生ユニット３００は、電磁波を発生させる電磁波発生部２３０と、電磁波が印加されるアンテナ３１０と、前記アンテナ３１０の表面をカバーする誘電体層３０５と、を含む。本発明の第２の実施形態において、前記誘電体層３０５によってカバーされる前記アンテナ３１０は、「Ｕ」字の平面形状で工程チャンバーＣＢ１の反応空間１２０内に配置される。
【００４９】
上述した構造を有する前記プラズマ発生ユニット３００において、前記電磁波発生部２３０から発生した前記電磁波が前記アンテナ３１０へ供給され、アンテナ３１０を流れた電磁波は、誘電体層３０５を通過する。したがって、レンツ（Ｌｅｎｔｚ）の法則により、前記反応空間１２０内に誘導電磁界が形成される。よって、誘導電磁界により前記反応空間１２０側に供給されていた不活性ガスからプラズマＰＭが形成される。
【００５０】
したがって、図３及び４に示す薄膜蒸着装置５０１は、図１及び図２に図示した薄膜蒸着装置（図１の５００）と同様に、スパッタユニット１００及びプラズマ発生ユニット３００を互いに独立して駆動させることができる。したがって、かかる構成により、スパッタユニット１００が印加するバイアス電圧を、前記プラズマＰＭを形成する前記プラズマ発生ユニット３００の駆動と独立して制御することができる。したがって、前記基板ＳＢ上に形成された薄膜に対して、スパッタリング材料ＳＭによる欠陥が発生しないように前記バイアス電圧の大きさを減少させることが可能である。
【００５１】
図５は本発明の第３の実施形態による薄膜蒸着装置の側断面図である。図５において、すでに前述した実施形態で説明した構成要素に関しては、同一の図面符号を併記し、重複する説明は省略する。
【００５２】
図５を参照すると、薄膜蒸着装置５０２は、スパッタユニット１００と、プラズマ発生ユニット３０１と、を含む。第３の実施形態において、前記プラズマ発生ユニット３０１は、図４のプラズマ発生ユニット（図４の３００）と同様に、誘導結合プラズマ（ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ  ｃｏｕｐｌｅｄ  ｐｌａｓｍａ）発生装置であってもよい。
【００５３】
前記プラズマ発生ユニット３０１は、電磁波を発生させる電磁波発生部２３０と、前記電磁波が印加されるアンテナ３１０と、誘電体板２２０と、を含む。第３の実施形態において、前記アンテナ３１０は、図１で図示した導波管（図１の２１０）と類似した形状で工程チャンバーＣＢ１を囲む平面上に配置される。また、前記誘電体板２２０は、前記アンテナ３１０を流れる前記電磁波が前記工程チャンバーＣＢ１の反応空間１２０に供給される経路上に位置する。かかる構成により、前記プラズマ発生ユニット３０１は、図３及び図４を参照して、上記で説明したプラズマ発生ユニット（図３の５０１）と同様に、反応空間１２０内にプラズマＰＭを発生させることができる。
【００５４】
第３の実施形態においても、第１及び第２の実施形態と同様に、前記薄膜蒸着装置５０２のスパッタユニット１００及びプラズマ発生ユニット３０１は、互いに独立して駆動させることができる。したがって、かかる構成により、スパッタユニット１００が印加するバイアス電圧を、前記プラズマＰＭを形成する前記プラズマ発生ユニット３０１の駆動と独立して制御することができる。したがって、前記基板ＳＢ上に形成された薄膜に対して、スパッタリング材料ＳＭによる欠陥が発生しないように、前記バイアス電圧の大きさを減少させることが可能である。
【００５５】
図６は、本発明の実施形態による基板上に薄膜を蒸着する方法を示すフローチャートである。図７Ａは、基板上に薄膜が蒸着される前の基板を拡大した図面であり、図７Ｂは、薄膜が蒸着される際の基板を拡大した図面である。以下では前記薄膜蒸着装置５００を用いて、基板ＳＢ上に薄膜を蒸着する方法について説明を行う。なお、薄膜蒸着装置５００の構成要素の構造及び動作に対する説明は、図１及び図２を参照して上述したため、ここでの説明は省略する。
【００５６】
図１、図６、図７Ａ、及び図７Ｂを参照すると、まず、有機膜Ｌ１が形成された基板ＳＢを基板移送チャンバーＣＢ２の内部に提供する（Ｓ１０）。本発明の実施形態において、具体的には、前記基板ＳＢは、前記基板移送チャンバーＣＢ２の外部に配置された基板移送ロボット（図示せず）により搬入口５１を通過して前記基板移送チャンバーＣＢ２の内部に搬入される。
【００５７】
次に、プラズマ発生ユニット２００を駆動させて工程チャンバーＣＢ１の反応空間１２０にプラズマＰＭを形成する（Ｓ２０）。図１及び図２を参照して上述したように、前記プラズマ発生ユニット２００は、電磁波発生部２３０が発生させた電磁波を利用して前記プラズマＰＭを形成する。
【００５８】
続いて、前記反応空間１２０に前記プラズマＰＭが形成された状態で、スパッタユニット１００を駆動させて前記プラズマＰＭがターゲットＴＧをスパッタリングする（Ｓ３０）。より具体的には、前記スパッタユニット１００の電源発生部１１０により前記ターゲットＴＧにバイアス電圧が印加される。バイアス電圧により、前記反応空間１２０に電場ＥＦが発生するため前記プラズマＰＭの陽イオンは無機物を含む前記ターゲットＴＧをスパッタリングする。
【００５９】
したがって、前記プラズマ発生ユニット２００及び前記スパッタユニット１００を駆動させて前記ターゲットＴＧをスパッタリングすることにより、前記ターゲットＴＧからスパッタリングされたスパッタリング材料ＳＭが前記有機膜Ｌ１上に蒸着される。かかる動作により、前記有機膜Ｌ１上に前記無機物を含む無機膜Ｌ２を形成することができる。
【００６０】
一方、図１及び図２を参照して上述したように、前記スパッタユニット１００及び前記プラズマ発生ユニット２００は、互いに独立して駆動させることができる。したがって、スパッタユニット１００が印加するバイアス電圧を、前記プラズマＰＭを形成するプラズマ発生ユニット２００の駆動と独立して制御することができる。したがって、前記スパッタリング材料ＳＭが蒸着され、前記無機膜Ｌ２が形成される際に、前記基板ＳＢ上に形成された前記有機膜Ｌ１に対して、前記スパッタリング材料ＳＭの蒸着による欠陥が発生しないように前記バイアス電圧の大きさを減少させることができる。
【００６１】
より詳細に説明すると、本発明の実施形態に対する比較例である一般的なスパッタ装置では、チャンバーの反応空間内に配置されたカソード及びアノードの間に形成される電場を利用してプラズマを形成する。また、一般的なスパッタ装置では、前記電場によって加速された前記プラズマのイオンを利用してターゲットをスパッタリングする。したがって、一般的なスパッタ装置では、前記プラズマを形成するために前記アノード及び前記カソードへ高電圧のバイアス電圧を印加する必要があった。例えば、チャンバー内部の圧力が約数ｍＴｏｒｒ（約０．１３〜１．３Ｐａ）であり、前記ターゲットＴＧと前記基板ＳＢとの距離が約１０ｃｍである場合、前記チャンバー内部にプラズマを発生させるためには、カソード及びアノードに約１００Ｖ以上の高電圧のバイアス電圧が印加されていた。すなわち、比較例である一般的なスパッタ装置では、高電圧のバイアス電圧が印加された前記カソード及び前記アノードを用いてスパッタ工程を実行していた。
【００６２】
一方、本発明の実施形態では、上述したように前記プラズマＰＭを形成する前記プラズマ発生ユニット２００の駆動と独立して、前記スパッタユニット１００が印加する前記バイアス電圧を制御することができる。したがって、上記比較例で例示したチャンバーの条件（圧力：約数ｍＴｏｒｒ、ターゲット−基板間距離：約１０ｃｍ）であっても、前記スパッタユニット１００が印加するバイアス電圧を約１０Ｖ〜約５０Ｖに減少させることができる。
【００６３】
したがって、本発明の実施形態においては、前記スパッタユニット１００を利用してスパッタ工程を実行する際に、前記ターゲットＴＧからスパッタリングされた原子、アルゴン中性原子、及び酸素陰イオンなどの粒子が、バイアス電圧によって過度なエネルギーを有した状態で前記基板ＳＢ側に照射されることを防止できる。したがって、前記スパッタ工程を実行する前に前記基板ＳＢに既に形成されていた有機膜Ｌ１に欠陥が発生することを防止することができる。
【００６４】
また、電子サイクロトロン共鳴プラズマ発生装置又は誘導結合形プラズマ発生装置が誘導電磁界を利用して発生させるプラズマの密度は、一般的なスパッタ装置で使用される容量結合形プラズマ（ｃａｐａｃｉｔｉｖｅｌｙ  ｃｏｕｐｌｅｄ  ｐｌａｓｍａ）発生装置が発生させるプラズマ密度より約１０倍〜約１００倍程度高い。したがって、本発明の実施形態によれば、スパッタユニット１００が電子サイクロトロン回転共鳴プラズマ発生装置、又は誘導結合形プラズマ発生装置であるため、前記スパッタユニット１００が発生させるプラズマＰＭの密度を高くすることができる。したがって、本発明の実施形態においては、前記スパッタユニット１００へ印加されるバイアス電圧は約１０Ｖ〜約５０Ｖに低下するものの、プラズマＰＭの密度が高いため、ターゲットＴＧがスパッタリングされる効率が低下することを防止することができる。
【００６５】
以上説明したように、本発明の実施形態によれば、薄膜蒸着装置のプラズマ発生ユニット及びスパッタユニットを互いに独立して駆動することができる。よって、本発明の実施形態では、プラズマ発生ユニットの駆動に必要な電圧とは独立してスパッタユニットがスパッタ工程を実行する際に用いるバイアス電圧を制御することができ、バイアス電圧を減少させることが可能である。したがって、本発明の実施形態では、スパッタ工程を実行する際に、酸素陰イオンなどがバイアス電圧によって過度に加速され、基板側へ照射されることを防止できるため、基板上に形成された薄膜に欠陥を発生させることを防止することができる。
【００６６】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００６７】
３０      基板支持台
１００    スパッタユニット
２００    プラズマ発生ユニット
２１０    導波管
２２０    誘電体板
５００    薄膜蒸着装置
ＣＢ１    工程チャンバー
ＣＢ２    基板移送チャンバー
ＰＭ      プラズマ
ＳＢ      基板
ＳＧ      スパッタガン
ＴＧ      ターゲット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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