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학위논문 상세정보

증착효율 향상을 위한 고진공 박막 증착기 내부 수치해석 원문보기
A Study on the Numerical Analysis in High Vacuum Thin Film Deposition Chamber for the Improvement of Deposition

  • 저자

    박상현

  • 학위수여기관

    호서대학교 일반대학원

  • 학위구분

    국내석사

  • 학과

    기후변화융합기술학과

  • 지도교수

    정진도

  • 발행년도

    2014

  • 총페이지

    vii, 72 p.

  • 키워드

  • 언어

    kor

  • 원문 URL

    http://www.riss.kr/link?id=T13540983&outLink=K  

  • 초록

    요 약 문 첨단 반도체 원천기술이 발달함에 따라 원천기술과 발맞춰나가기 위한 장비개발이 대두되고 있다. 그 중 박막 사용의 경제적 영향이 크게 발전함에 따라 그에 대한 연구는 학문, 정부, 산업 분야에 이르기까지 많은 분야에서 연구되고 있으며 제품의 품질에 영향을 미치는 박막의 균일도는 매우 중요하기 때문에 핵심적으로 연구되고 있다. 그러나 현재 이슈화 되고 있는 기판의 대형화로 인하여 박막의 균일한 형성이 불안정한 실정이다. 그로인해 박막을 균일하게 증착하고자 많은 실험들이 이루어졌지만 실험과정에서 소모되는 비용이 상당히 많이 들고 실험하는 기간 또한 오래 걸리기 때문에 제조 공정에서 많은 어려움을 겪고 있다. 이러한 문제들을 해결하기 위해 시뮬레이션을 통한 증착 공정 예측이 필요하며, 본 연구에서는 고진공 환경에서의 분자 거동 해석을 위하여 DSMC 기법을 활용한 시뮬레이션 방법을 연구하였다. 시뮬레이션 방법을 통하여 증발원의 특성을 예측하고 박막의 균일한 형성을 위한 효율적인 증착 공정을 제시하고자 한다. 시뮬레이션 방법을 위한 초기조건은 상당한 압력의 고진공 환경에서 Al의 증발량에 변화를 주어 박막두께 분포도를 표현하는 cosine 함수의 지수 값인 N값을 확인하고 실험 data와 비교 분석하였다. 그 결과 증발량이 적을수록 N값이 커지는 것을 확인 할 수 있었으나 실험결과는 그 반대의 결과를 보였다. 이는 Al 증발과정 증발량에 따른 온도변화와 도가니 벽면에 입자가 흡착되는 현상으로 인한 오차로 보이며 증발량에 따른 온도변화에 따라 증착에 영향을 미치는 것이 확인되었다. 또, 도가니에 cap을 씌어 증착효율을 case 별로 분석하였다. case 1~5의 경우 균일한 증착을 위해 착안된 모델을 적용하였다. case 2와 4에서 N값이 적게 나타났으며 도가니의 출구 형상은 가장자리를 넓히고 중심부를 좁힐수록 N값이 적게 나타났다. case 6~9의 경우 도가니의 입구 중심부를 기점으로 반지름 방향으로 원판을 막아 놓고 5mm씩 줄여서 점 증발원 특성을 확인한 결과 입구가 많이 막힐수록 N값은 낮게 도출되었다. 도가니 입구 각도 변화에 따른 증착률 분석은 각도의 각이 커질수록 N값이 적게 나타났다. 이는 소재를 Ag로 실험한 결과와 같은 경향을 보이고 있으나 각도에 따라 변화하는 N값 차이는 같지 않았다. 이는 Al과 Ag 입자의 특성 차이에 의한 것으로 판단되었다. 본 연구는 고진공 환경에서의 Al 박막 균일도 향상을 위한 기초연구로써 각각의 case별 점 증발원 특성을 연구하였다. 시뮬레이션과 실험의 결과 비교를 통해 점 증발원의 경향을 파악할 수 있었고, 이는 균일한 박막 형성 실험의 소모적인 비용 절약과 시간 단축을 가져올 것으로 판단된다.


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