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박막 손상의 감소를 위한 로터리 캐소드기술과 고속성막기술

전문가 제언: ○ 스퍼터링 기술은 재현성이 우수하고 대면적에 균일하게 성막이 되며 저온에서 우수한 밀착성을 가지므로 넓게 사용되고 있다. 스퍼터 방법으로 산화물 타깃을 사용해서 제작한 화합물 박막은 성막속도가 대단히 낮고 비용이 높아서 적용하기 어렵다. 로터리 캐소드는 냉각효율이 우수하고 산화물 타깃을 사용하는 것보다 메탈 타깃을 사용해서 천이영역에서 반응성 스퍼터로 5~10배 빠르게 화합물 박막 제작이 가능하다. 유기EL의 배리어(barrier) 박막, 투명전도박막 등에 로터리 캐소드를 적용한 롤투롤 양산용 스퍼터장치는 이미 개발되었다.

○ 회전캐소드는 성능측면에서 우수하지만 크게 2가지 단점이 있다. 즉 구조의 복잡성과 고가의 구입비용이다. 평판캐소드의 타깃을 교환할 때에는 타깃만 교환할 수 있는 간단한 구조이나 로터리 캐소드는 타깃을 교환할 때 캐소드 부품 전체를 해체하므로 교환시간이 평판형보다 2배 이상 길고 가격은 평면형의 약 3배 이상의 고가로서 양산용으로 사용되기 위해서는 간단한 구조적 설계가 필요하며 2배 이하의 가격으로 낮춰야 한다.

○ 현재 한국에서 LCD, OLED 등의 디스플레이 산업에 사용되는 스퍼터링장비는 평판캐소드 형이 주류를 이루고 있다. 이것은 구조 및 설치가 간단하고 가격이 싼 장점을 갖고 있으며 자석을 2차원 운동에 의해서 타깃사용효율을 40% 이상 달성하고 있다. 국내에서 다수의 진공장비업체가 80% 이상의 타깃사용효율을 갖는 로터리 캐소드의 국산화를 시도하고 있으나 안정성과 신뢰성을 갖고 있지 않는 실정이다.

○ 차세대 디스플레이로 OLED는 반도체 층으로 높은 이동도를 갖고 대면적에 적용하기 용이한 IGZO 산화물이 많이 사용되고 있다. 세계 최대의 반도체장비업체인 Applied Materials(AM)사는 8세대(2250x2500㎜)의 IGZO용의 로터리 캐소드 시스템을 개발하여 중국과 한국 등을 포함해서 세계적으로 판매를 하고 있다. 한국의 스퍼터장비 전문제작업체인 아바코 등은 8세대의 평판 디스플레이용의 장비를 국산화하여 대기업에 납품한 기술능력을 활용해서 8세대 로터리 캐소드의 국산화 및 성능을 AM사와 동등 이상 수준으로 제작하여 세계적으로 시장을 확대하는 것이 요청된다.

저자: Hiroyasu KOJIMA
자료유형: 학술정보