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실험계획법을 이용한 대구경용 코발트 박막의 스퍼터 조건 최적화

Optimizing the Cobalt Deposition Condition using the Experiment Design

  • 정성희 (서울시립대학교 공과대학 신소재공학과) ;
  • 송오성 (서울시립대학교 공과대학 신소재공학과)
  • 발행 : 2002.12.01

초록

직경 200mm의 실리콘 기판에 균일한 코발트 금속박막을 증착하는 DC-스퍼터 장비에서 공정변수는 증착온도, 증착압력, DC power로 하고 종속변수(response)는 면저항, 면저항 균일도로 하는 '||'&'||'quot;통계적 실험방법'||'&'||'quot;을 채택한 실험을 수행하여 Co 박막의 공정 특성에 대해 다음과 같은 결과를 얻었다 '||'&'||'quot;통계적 실험방법'||'&'||'quot;을 이용한 Co박막의 공정 특성을 조사하는 본 실험에서 면저항과 면저항 균일도는 0.05 이하의 significance수치. 낮은 RMS error, 0.91 이상의 R-sq수치로부터 실험의 우수한 신뢰성을 확인하였다. 면저항에 대한 공정변수의 영향성은 증착온도가 -1.83$\Omega$/$\square$의 감소효과, 증착압럭이 1.17$\Omega$/$\square$의 증가 효과. DC power가 -0.65$\Omega$/$\square$의 감소 효과로 실험 구간에서 일정한 경향의 영향성을 보였으며, 면저항 균일도에서는 증착온도에 의해 $25^{\circ}C$~147$^{\circ}C$에서 -4.04%의 감소로 증착온도에 가장 민감함을 확인하였다. Co 박막의 최적 증착 조건은 증착온도 $25^{\circ}C$, 증착압력 12mTorr, DC power 1500 W로 예상되었다.

The statistical experiment method is employed to optimize the deposition condition of Co film with DC magnetron sputtering process. The statistical treatment results showed the significance value below 0.05, low RMS error and R-sq value close to 1, which implied that our experiment and design were very reliable. We found that the sheet resistance decreased to -1.83Ω/$\square$ with the deposition temperature, increased to 11.17Ω/$\square$ with the deposition pressure, and decreased into -0.65Ω/$\square$ with the DC power. We also confirmed that the sheet resistance uniformity was mainly influenced by the deposition temperature as it decreased -4.04% at the temperature range of 25$\^{C}$∼147$\^{C}$. Finally, we report that the optimum condition of Co film using our statistical method of design of experiment is the deposition temperature of 25$\^{C}$, the deposition pressure of 12mTorr, and the DC power of 1500W.

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