실험계획법을 이용한 세슘보조 스퍼터링 공정의 특성분석
Characterization of Cesium Assisted Sputtering Process Using Design of Experiment
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참고문헌
초록
ITO박막 증착을 위한 세슘(Cs) 보조 스퍼터링 기법은 기존의 박막증착방식들과 비교할 때 전기적, 기계적 및 광학적인 관점에서 상대적으로 우수한 박막을 성장할 수 있는 장점이 있다. 그러나, 이 방식은 장비의 입력이 되는 공정변수들과 장비의 출력요소인 박막의 특성들 간에 고차의 비선형성을 갖고 있다. 따라서 박막특성의 향상을 위해서는 제조공정의 최적화가 필수적이며, 이를 위해 공정의 특성분석은 첫 번째로 필요한 필수적인 단계이다. 공정의 특성분석을 위해 본 논문에서는 박막의 두께(혹은 증착률), 비저항 및 투과율 특성 분석을 목표로 2수준의 실험계획법을 설계하여 분석하였고, DC 파워, 압력, 전송가스 유량, Cs 저장용기의 온도 및 기판 온도가 장비의 공정변수로 사용되었다. 통계적인 상관관계 분석을 통하여 5개의 공정변수와 3개의 박막특성에 대한 요인분석이 성공적으로 이루어 졌으며 분석결과는 다양한 종류의 박막을 위한 공정최적화에도 적용 가능할 것으로 본다.
Abstract
Compared to conventional Indium Tin Oxide (ITO) film deposition methods, cesium (Cs) assisted sputtering offers higher film characteristics in terms of electrical, mechanical and optical properties. However, it showed highly non-linear characteristics between process input factors and equipment responses. Therefore, to maximize film quality, optimization of manufacturing process is essential and process characterization is the first step for process optimization. For this, we designed 2 level design of experiment (DOE) to analyze ITO film characteristics including film thickness, resistivity and transmittance. DC power, pressure, carrier flow, Cs temperature and substrate temperature were selected for process input variables. Through statistical effect analysis methods, relation between three types of ITO film characteristics and five kinds of process inputs are successfully characterized and eventually, it can be used to optimize Cs assisted sputtering processes for various types of film deposition.
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