초록 ▼

1. 대상기술(제품)의 개요
LCD, 반도체 및 전자제품의 부품을 제작하는 데 마그네트론 스퍼트링법에 의한 박막제작공정은 필수적이며 제품의 고급화의 요구에 따라 박막특성의 균일성이 요구된다. 또한 박막태양전지의 제조에 있어서도 마그네트론 스퍼터링법에 의한 박막 제조공정은 주요 핵심공정이 되고 있다. 최근에는 마그네트론 스퍼터링법을 이용한 박막코팅기술이 핸드폰, 가전제품 그리고 자동차등에 적용되고 있으며 향후 마그네트론 스퍼터링 기술을 이용한 응용 분야는 점점 확대될 것으로 예상된다. 마그네트론 스퍼터링 공정에서 주요 품질 관리

1. 대상기술(제품)의 개요
LCD, 반도체 및 전자제품의 부품을 제작하는 데 마그네트론 스퍼트링법에 의한 박막제작공정은 필수적이며 제품의 고급화의 요구에 따라 박막특성의 균일성이 요구된다. 또한 박막태양전지의 제조에 있어서도 마그네트론 스퍼터링법에 의한 박막 제조공정은 주요 핵심공정이 되고 있다. 최근에는 마그네트론 스퍼터링법을 이용한 박막코팅기술이 핸드폰, 가전제품 그리고 자동차등에 적용되고 있으며 향후 마그네트론 스퍼터링 기술을 이용한 응용 분야는 점점 확대될 것으로 예상된다. 마그네트론 스퍼터링 공정에서 주요 품질 관리중의 하나가 균일한 박막을 얻는 것이 매우 중요하다. 균일한 박막을 얻기 위해서는 캐소드의 디자인이 매우 중요하다. 타겟의 에로죤이 불균일하게 발생되면 박막두께 산포가 발생되고 타겟의 교체 주기도 빨라지게된다. 본 과제에서는 슈퍼컴을 이용한 플라즈마 시뮬레이션의 최적화로 타겟을 균등히 스퍼트링함으로 박막의 두께 균일도를 향상 시키고 타겟의 교체 주기를 연장하므로 가동율을 향상시키고 제조원가를 절감할 수 있는 마그네트론 캐소드설계기술을 슈퍼컴을 활용하여 최적화된 마그네트론
캐소드 시뮬레이션 프로그램을 개발하고자 한다.
2. 기술개발의 목적 및 중요성
메모리 반도체, 디스플레이 산업의 제조에 있어서 우리나라는 자타가 공인하는 세계시장을 주도하는 위치에 있다. 반면 이와 관련된 장비제조 산업은 경쟁상대국인 일보과 미국보다 상대적으로 뒤쳐져 있어 박막 제작에 필요한 주요 스퍼터링 장비는 대부분 수입에 의존하고 있다. 수년전 부터 가전제품과 핸드폰 제품에 Decoration기능을 부가하고 전자파차폐등에 박막코팅을 채택하면서 마그네트론 스퍼터링을 이용한 국내의 박막제조산업이 활성화 되고 있다. 최근에는 태양전지 시장에서 박막태양전지의 성능이 개선되면서 마그네트론 스퍼터링을 이용한 박막태양전지의 시장이 크게 확대될 것으로 기대한다. 마그네트론 스퍼터링 장치는 타겟 형성이 가능한 금속류의 고품질 박막 제조 장치로서 범용으로 쓰이고 있는 대표적인 플라즈마 공정 장비 중의 하나이다. 스퍼터링 장비는 고가의 장치산업이므로 일반 중소업체에서 사업에 참입하기 위해서는 국산 장비를 사용할 수 밖에 없다. 디스플레이, 모바일 제품 등의 고품질화 및 원가 인하 압력이 가중되는 가운데, 제품의 경쟁력을 확보하기 위해서 공정 개선, 제조 장비에 대한 고성능화 뿐만아니라 균일한 품질을 요구하고 있다. 따라서 고성능 스퍼터링 장비의 국산화와 박막의 균일한 도포를 통한 경쟁력을 높이기 위해서는 스퍼터링 장비의 핵심부품인 마그네트론 캐소드(플라즈마 소스)의 슈퍼컴퓨터 시뮬레이션을 통한 최적화된 설계치로 제작하는 것이 필요하다. 그러나 여러 가지 플라즈마 장치들이 이론적으로 완전하게 이해되지 못하고 있는 장치 특성과 물성들이 산재해 있으며, 이러한 점이 최적화된 기능의 장치개발에 대한 장애요소로 작용되고 있는 상황이다. 따라서 장치개발 및 장치기능향상에 있어서 시뮬레이션과 이론적인 분석에 대한 연구가 병행되어야 할 필요성이 매우 높은 분야이다.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 과제 요약서(초록) ... 3
• 목차 ... 6
• 제 1 장 기술개발개요 ... 7
• 제 1 절 기술개발의 중요성 및 필요성 ... 7
• 제 2 절 국내·외 관련기술 현황 ... 12
• 제 3 절 기술개발 목표 및 내용 ... 15
• 1. 기술개발 최종목표 ... 15
• 2. 개발내용 및 범위 ... 15
• 3. 개발기술(또는 제품)의 평가항목 및 평가항목 ... 17
• 4. 개발기술 상세 내용 ... 18
• 제 2 장 기술개발 결과 및 실적 ... 21
• 제 1 절 자기장 계산 프로그램 ... 21
• 1. 2차원 자기장 계산 ... 21
• 2. 3차원 자기장 계산 ... 23
• 3. 계산 결과와 실험 결과의 비교 ... 28
• 제 2 절 이온 궤적 계산 프로그램 ... 46
• 1. 자기장만 주어졌을 경우 하전입자 운동 ... 46
• 2. 전기장이 인가되었을 경우 하전입자 운동 ... 49
• 3. 계산결과 ... 50
• 제 3 절 1차원 방전 프로그램 ... 51
• 1. 기본 방정식 ... 51
• 2. Finite difference method (FDM) ... 53
• 3. Flow chart ... 56
• 4. 계산결과 ... 57
• 제 4 절 성능시험 결과 및 고찰 ... 60
• 1. 성능시험 결과 및 고찰 ... 60
• 제 3 장 기대효과 및 사업화(제품화) 계획 ... 71
• 제 1 절 기대효과 ... 71
• 제 2 절 사업화 계획 ... 74
• 요약 ... 75
• 부록 (발표실적) ... 76