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회전실린더 마그네트론 스퍼터링 30년 역사

전문가 제언: ○ 회전실린더 마그네트론이 30년 전에 개발되어 현재는 대면적 기판에 금속 및 산화물 등의 코팅에서 80~90%의 타깃 사용효율, 높은 전력인가, 반응성 스퍼터링의 안정성 등으로 평면 마그네트론보다 훌륭한 성능이 발휘된다. 본 논문에서 발전역사가 검토되고 I/V 특성, 증착/재증착 특성 및 회전속도 영향력이 조사되었으며 HIPIMS 모드에서 스퍼터링 되는 입자의 높은 이온화 특성이 확인되었다.

○ 회전 마그네트론은 성능면에서 우수하지만 크게 2가지 단점으로 장치 구조의 복잡성과 고가의 구입비용이다. 평판 마그네트론은 타깃 교환 시에 장치에 캐소드가 장착된 상태에서 타깃만 교환할 수 있는 간단한 구조의 장점을 갖고 있다. 이처럼 회전 마그네트론도 받침쇠의 간단한 구조의 개선이 요구된다. 가격은 평면형의 약 3배 이상의 고가로서 생산용으로 사용되기 위해서는 2배 이하의 가격으로 낮추어야 경쟁력이 확보될 것이다.

○ 현재 한국에서 LCD, OLED 등의 디스플레이산업에 사용되는 스퍼터링 장비는 평면 마그네트론 형태가 주류를 이룬다. 이것은 구조 및 설치가 간단하고 가격이 싼 장점을 갖고 있으며 타깃 사용효율은 캐소드 자석의 2차원 구동으로 약 45% 정도 확보하고 있다. 국내에서는 회전 마그네트론의 국산화가 아직 되고 있지 않다. OLED, 전자부품 제조 등에서 반응성 스퍼터링 공정이 더욱 요청되므로 회전 마그네트론의 국산화가 시급하다.

○ 차세대 디스플레이인 OLED 개발자들은 반도체층으로 높은 이동도를 갖고 대면적에 적용하기 용이한 IGBO 산화물 개발에 힘을 기울이고 있다. IGBO는 반응성 스퍼터링 공정이 적용되므로 제조 및 장비업체는 안정성이 우수한 회전 마그네트론의 제품화에 역량을 집중하고 있다. 한국에서는 회전 마그네트론의 개발역사가 불과 2~3년에 불과하나 평판 마그네트론의 국산화 실적을 활용하면 조기에 국산화가 가능할 것이며 산학연 공동개발로 독창성 구조와 공정개발 및 값싼 부품개발이 요청된다.

저자: R.De.Gryse et al.
자료유형: 학술정보