Nowadays, a magnetron sputtering process has been one of the most popular thin-film fabrication processes and widely employed in the microelectronics industry. But the magnetron sputtering process has demerits that are a low target utilization and a short target life-time because of a non-uniform target erosion due to a non-uniform magnetic field near the target.
A high performance dual rocking magnet sputtering gun has been developed. The rocking magnetron sputtering gun introduces full-face erosion and uniform erosion by rapidly rocking the magnet in the region where the high plasma density is maintained. The newly developed dual rocking magnet sputtering gun achieved about 60% improvement in quality in the view of target utilization and target life-time comparing to the existing magnetron sputtering gun. The PIC-MCC target erosion simulation has been performed simultaneously. Comparing experimental target erosion profiles with simulated target erosion profiles, the simulation could estimate the tendency of the target erosion profiles but could not estimate an exact target erosion profile. If the simulation were improved more precisely, the cost reduction for the development of the multiple rocking magnet sputtering gun would be expected.
오늘날 반도체, LCD 공정에 관련되어 가장 보편적인 박막증착장비 중 하나가 마그네트론 스퍼터링 장비이다. 하지만 마그네트론 스퍼터링은 박막공정에서 널리 쓰이는 방법으로 박막증착속도가 빠르다는 장점이 있으나 자기장에 의해서 전자가 타겟 표면에 국부적으로 집중되어 타겟의 식각이 균일하지 못하여 타겟수명(target life-time)이 감소하고 식각형상이 고르지 못함에 따라 박막의 증착균일성(deposition uniformity) 역시 나빠지게 되는 단점이 있다.
본 연구에서는 단일/이중 요동자석 스퍼터링 건을 이용하여 타겟표면의 자기장을 대칭적, 주기적으로 변화시켜 가며 타겟효율, 타겟수명과 같은 주요 성능지표들에 대하여 최적화 연구를 수행하였다. 동시에 PIC(particle-in-cell)-MCC(Monte Carlo collision)방식의 타겟 스퍼터링 식각전산모사를 수행하여 실험결과와 전산모사 결과를 비교, 분석하여 전산모사만으로 식각형상을 예측하는 것을 목표로 둔다. 이를 위하여 단일/이중 요동자석건을 장착한 스퍼터링 장치를 이용하여 요동자석열의 자화각도차이에 따른 식각형상을 실험적으로 알아보고 전산모사된 식각형상과 비교, 분석하여 보았다.
