KR100310784B1 - 초고속 펄스-직류 마그네트론 스퍼터 코팅원에 의한 저온다결정 실리콘 및 고기능성 박막의 증착을 위한 스퍼터링장치 - Google Patents

초고속 펄스-직류 마그네트론 스퍼터 코팅원에 의한 저온다결정 실리콘 및 고기능성 박막의 증착을 위한 스퍼터링장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 고품질의 기능성 박막을 제조하기 위해 1) 바디와, 2) 상기 바디와 절연물질로 절연되고 상기 바디에 고정된 타겟과, 3) 상기 타겟에 전력을 인가하는 음극과, 4) 상기 바디의 외측에 형성되고, 상기 타겟의 표면에 플라즈마를 발생시키는 내부 전자석과, 5) 상기 타겟의 표면에서 상기 내부 전자석에 의해 발생한 플라즈마를 상기 타겟의 표면에 제한하는 외부 전자석과, 6) 상기 플라즈마 때문에 상기 타겟에 발생한 열을 냉각하는 냉각부를 포함하는 마그네트론 코팅원과; 상기 마그네트론 코팅원과 전기적으로 독립되고, 펄스 직류전압을 인가받고, 상기 타겟과의 거리 조절이 자유로우며, 상기 플라즈마에 의해 스퍼터된 상기 타겟의 입자를 가속시키는 이온 인출 가속장치와; 상기 스퍼터된 입자가 증착되는 시편을 포함하고, 소정 압력의 진공이 유지되는 반응기를 포함하는 마그네트론 스퍼터코팅원에 관해 개시하고 있다.

Description

초고속 펄스-직류 마그네트론 스퍼터 코팅원에 의한 저온 다결정 실리콘 및 고기능성 박막의 증착을 위한 스퍼터링 장치{Sputtering apparatus for the deposition of Poly-si and highly functional thin-film coating by high rate pulse-DC magnetron sputtering source}
본 발명은 초고속 펄스-직류 마그네트론 스퍼터 코팅원에 의한 저온 다결정 실리콘 및 고기능성 박막의 증착을 위한 스퍼터링 장치에 관한 것으로, 특히 액정표시장치의 스위칭 소자로서 동작하는 박막 트랜지스터의 액티브층을 형성하는 장치에 관한 것이다.
또한, 상기 액티브층을 형성하기 위해 기존 RF 스퍼터링 장치보다 저가격/고효율의 마그네트론 장치를 사용하여 성장하는 박막의 밀도와 밀착력이 개선된 박막을 형성하는 장치에 관한 것이다.
우선, TFT-LCD(Thin film transistor-liquid crystal display : 박막 트랜지스터형 액정표시소자)의 동작을 살펴보면, 박막 트랜지스터에 의해 임의의 화소(pixel)가 스위칭 되면, 스위칭된 임의의 화소는 하부광원의 빛을 투과할 수 있게 한다.
일반적으로, 상기 스위칭 소자는 반도체층을 비정질 실리콘으로 형성한, 비정질 실리콘 박막 트랜지스터(amorphous silicon thin film transistor ; a-Si:H TFT)가 주류를 이루고 있다. 이는 비정질 실리콘 박막이 저가의 유리기판과 같은 대형 절연기판 상에 저온에서 형성하는 것이 가능하기 때문이다.
그러나, 상기 비정질 실리콘 TFT를 사용하는 TFT-LCD는 CRT와 비교해서 저 소비전력의 우위를 가지고 있으나, 가격이 높은 단점이 있다. 이는 TFT-LCD를 구동하기 위해서는 구동회로가 사용되는데, 상기 구동회로의 가격이 높기 때문이다.
즉, 다시 말해, 현재 휴대용 컴퓨터 등에 널리 사용되고 있는 TFT-LCD는 일반적으로 비정질 실리콘으로 제작된 화소 배열(pixel array) 기판에 단 결정 실리콘(single crystal silicon)으로 제작된 구동 고밀도 집적회로(Large scale integration ; 이하 LSI이라 한다)를 TAB(Tape automated bonding)등의 방법으로 연결하여 구동한다. 그러나 이와 같은 방식은 SXGA(super extended graphic array ; 1280×1024×3의 해상도를 가짐)와 같은 고해상도의 디스플레이를 구현함에 있어서 pixel array 기판과 구동 LSI의 연결에 최소한 1280×3 + 1024 개의 리드(lead)가 필요함을 의미하고, 이는 제조 공정상의 어려움을 가져올 수 있을 뿐만 아니라, TFT-LCD의 신뢰성(reliability)과 수율을 저하시킬 수 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 구동 회로를 내장해야만 하는데 현실적으로 이동도가 20 cm2/Vs이상이 요구되는데 a-Si의 이동도가 0.1∼1cm2/Vs에 불과하므로 외부에서 별도의 구동 IC로 구동하는 것이 불가피하다. Poly의 경우 이동도가 200cm2/Vs 이상까지도 가능하므로 구동회로를 기판 내에 내장할 수 있다.
또한 차세대의 HDTV등 고밀도, 대화면화의 기술에는 현재의 a-Si TFT의 낮은 이동도로는 신호 Delay문제 때문에 동작이 불가능해진다. 또한 a-Si의 경우 화소수가 많아질수록 Driver IC와 연결하는 배선의 좁은 pitch에는 한계가 있다. 하지만 poly-Si TFT-LCD의 경우에도 대형화로 가는 데는 몇 가지 큰 문제점들이 있다
상기 다결정 실리콘을 형성하는 방법은 다음과 같이 크게 세 가지로 분류될수 있다. 일반적으로 다결정 실리콘박막을 형성하기 위해서는 순수 비정질 실리콘(intrinsic amorphous silicon)을 소정의 방법 즉, 절연 기판에 500 Å 두께의 플라즈마 기상증착법(Plasma chemical vapor deposition)이나 LPCVD(Low pressure CVD) 방법으로 비정질 실리콘막을 증착한 후, 이를 다시 결정화하는 방법을 사용했다.
첫째, 고상 결정화(solid phase crystallization : 이하 SPC라 칭한다) 방법은 비정질 실리콘을 고온에서 장시간 열처리하여 다결정 실리콘을 형성하는 방법이다.
둘째, 금속유도 결정화(metal induced crystallization : MIC) 방법은 비정질 실리콘 상에 금속을 증착하여 다결정 실리콘을 형성하는 방법으로, 대면적의 유리기판을 사용할 수 있다.
셋째, 레이저 열처리(laser annealing) 방법은 비정질 실리콘 박막이 증착된 기판에 레이저를 가해서 다결정 실리콘을 성장하는 방법이다.
첫 번째 방법인 고상 결정화는 600 ℃ 이상의 고온을 견딜 수 있는 석영기판에 불순물의 확산을 방지하기 위해 소정의 두께로 완충층(buffer layer)을 형성하고, 상기 완충층 상에 비정질 실리콘을 증착한후, 퍼니스에서 고온 장시간 열처리 하여 다결정 실리콘을 얻는 방법으로, 전술한 바와 같이 상기 고상 결정화는 고온에서 장시간 수행되므로 원하는 다결정 실리콘 상(phase)을 얻을 수 없으며, 그레인 성장 방향성이 불규칙하여 박막 트랜지스터로의 응용시 다결정 실리콘과 접속될 게이트 절연막이 불규칙하게 성장되어 소자의 항복전압이 낮아지는 문제점이 있고,다결정 실리콘의 입경(grain)의 크기가 심하게 불균일하여 소자의 전기적 특성을 저하시킬 뿐만 아니라, 고가의 석영기판을 사용해야 하는 문제점이 있다.
두 번째 방법인 금속유도 결정화는 저가의 대면적 유리기판을 사용하여 다결정 실리콘을 형성할 수 있으나, 상기 다결정 실리콘 내부의 네트워크(network) 속에 금속의 잔류물이 존재할 가능성이 많기 때문에 막질의 신뢰성을 보장할 수 없으나, 상기 MIC 방법을 새로이 응용하여, 결정화된 다결정 실리콘을 박막 트랜지스터 및 액정표시장치의 스위칭 소자에 적용하려는 시도가 진행중이다.
세 번째 방법인 레이저 열처리는 현재 널리 연구되고 있는 다결정 실리콘 형성 방법으로, 비정질 실리콘이 증착된 기판에 순간적으로(수십 내지 수백 nano second) 레이저 에너지를 공급하여 상기 비정질 실리콘을 용융상태로 만든 후 냉각에 의해 다결정 실리콘을 형성하는 방법이다.
그러나, 상기 레이저 열처리 결정화방법에 의해 결정화되는 다결정 실리콘은 균일도(uniformity)가 떨어지는 문제가 있기 때문에, 대면적의 기판에 적용하기 위해서는 아직까지 기술적인 여지가 남아있다.
상술한 결정화방법에 의해 결정화되는 다결정 실리콘은 비정질 실리콘을 화학 기상 증착법(CVD) 또는 RF 스퍼터링 방법으로 먼저 형성한 후, 재 결정화하는 방법을 사용함으로, 장비가 고가이고, 고온공정을 요구하므로 유리기판을 사용하는 것은 비효율적이며, 제작공정에 애로가 많다.
상술한바와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 발명에서는 전자석을 이용한 평판 펄스-직류 마그네트론 스퍼터 코팅원을 사용하여 우수한 특성의 다결정 실리콘 및 기능성 박막을 형성하는 것을 목적으로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 마그네트론 스퍼터링 장치의 단면을 도시한 단면도.
도 2는 본 발명에 따른 마그네트론 스퍼터 코팅원의 이온 인출 가속장치의 평면을 도시한 평면도.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
1 : 타겟 2 : 내부 전자석
3 : 외부 전자석 4 : 냉각부
5 : 절연부 6 : 음극
7 : 고정부 8 : 이온 인출 가속장치
10 : 시편 12 : 바디
14 : 홀 100 : 마그네트론 코팅원
200 : 반응기 300 : 마그네트론 스퍼터링 장치
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은 1) 바디와, 2) 상기 바디와 절연물질로 절연되고 상기 바디에 고정된 타겟과, 3) 상기 타겟에 전력을 인가하는 음극과, 4) 상기 바디의 내부에 형성되고, 상기 타겟의 표면에 플라즈마를 발생시키는 내부 전자석과, 5) 상기 타겟의 표면에서 상기 내부 전자석에 의해 발생한 플라즈마를 상기 타겟의 표면에 제한하는 외부 전자석과, 6) 상기 플라즈마로 인해 상기 타겟에 발생한 열을 냉각하는 냉각부를 포함하는 마그네트론 코팅원과; 상기 마그네트론 코팅원과 전기적으로 독립되고, 펄스 직류전압을 인가받고, 상기 타겟과의 거리 조절이 자유로우며, 상기 플라즈마에 의해 스퍼터된 상기 타겟의 입자를 가속시키는 이온 인출 가속장치와; 상기 스퍼터된 입자가 증착되는 시편을 포함하고, 소정 압력의 진공이 유지되는 반응기를 포함하는 마그네트론 스퍼터링 장치(이하 마그네틱 스퍼라 칭함)를 제공한다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 구성과 작용을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 마그네틱 스퍼터를 도시한 도면이다.
상기 마그네틱 스퍼터(300)의 간략한 원리를 설명하면 다음과 같다.
먼저, 타겟(1)후면에는 음극 전원을 인가하여 타겟(1) 전면에 높은 운동에너지를 갖는 플라즈마(plasma ; 즉, 음이온과 양이온이 공존하는 상태로, 전하를 띤 입자가 존재한다)가 발생한다.
이 때, 상기 타겟(1) 전면에서 발생한 높은 운동에너지를 갖는 입자에 의해 시편(10)의 표면을 가열과 세정을 통하여 박막을 성장하는 물리기상증착(physical vapor deposition ; PVD)의 한 방법이다.
상기 타겟(1) 표면의 플라즈마 방전을 위한 상기 타겟(1) 표면에 자기장이 형성되면, 음극(6)의 타겟(1) 표면으로부터 플라즈마 방전된 입자가 상기 타겟(1) 표면으로 가속되고, 가속된 이온에 의해 타겟(1) 표면이 스퍼터되면서, 상기 스퍼터된 타겟(1)의 원자가 시편표면(10)에 증착되게 된다. 이와 동시에 상기 스퍼터된 이온 입자가 이온 인출 가속장치(8)에 의해 시편표면으로 가속되면서 입자의 시편표면에서의 입자의 이동도를 증강시켜 결정성을 높이게 된다.
이하, 상술한 마그네틱 스퍼터(300)의 구조를 살펴보면 다음과 같다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 마그네틱 스퍼터(300)는 마그네트론 코팅원(100)과, 반응로(chamber ; 200)로 구분되며, 상기 마그네트론 코팅원(100)은 바디(12)와, 스퍼터되는 타겟(1)과, 상기 타겟(1)과 상기 바디(12)를 고정하는 고정부(7)와, 상기 타겟(1)의 냉각을 위한 냉각부(4)와, 상기 타겟(1)의 전면에 플라즈마를 발생하도록 하는 내부전자석(2)과, 상기 타겟(1) 표면에서 발생한 플라즈마가 상기 타겟(1)의 표면을 벗어나지 않도록 고정하는 외부전자석(3)과, 스퍼터된 타겟물질의 이온들을 시편(10)으로 인출 가속시키는 이온 인출 가속장치(8)로 구성된다. 그리고, 상기 타겟(1)과 바디(12)와의 절연을 위한 절연부(5)가 형성된다.
여기서, 상기 타겟(1)은 구리(Cu), 스텐레스(stainless steel), 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 실리콘(Si) 등이 가능할 것이다.
또한, 상기 타겟(1) 표면에 플라즈마가 균일하게 분포하여 아크 발생 없이 안정하게 형성되도록 하고, 최적의 자장분포를 형성하도록 전자석(2, 3)의 전류비를 자유롭게 조절할 수 있는 전자석 전력공급원(미도시)이 상기 내부 빛 외부 전자석(2, 3)과 연결된다.
상기 내부 전자석(2)은 상기 타겟(1) 표면에 플라즈마를 발생시키는 역할을 하며, 상기 외부 전자석(3)은 상기 내부 전자석(2)에 의해 방생된 플라즈마를 상기 타겟(1)의 표면에 가두는 역할을 하게 된다.
바람직하게 상기 내부 전자석(2)과 상기 외부 전자석(3)의 전류비는 2 : 1 이고, 상기 각 전자석의 자력의 세기는 300G 이다.
또한, 상기 이온 인출 가속장치(ion extraction grid ; 8)는 상기 마그네트론 코팅원(100)과 전기적으로 독립되어 스퍼터된 타겟물질의 이온들을 시편(10)으로 인출 가속시키는 역할을 하며, 상기 이온 인출 가속장치(8)에 의해 상기 시편(10)으로의 초고속 증착이 가능한 것이다. 또한, 상기 이온 인출 가속장치(8)는 상기 타겟(1)과의 거리조절이 가능하도록 구성하였다.
그리고, 상기 반응로(200)에는 상기 타겟(1)으로부터 스퍼터된 입자가 증착되는 시편(10)이 장착된다.
상기 절연부(5)는 상기 바디(12)와 상기 타겟(1)의 절연을 위해 요철 형상으로 형성하며, 내열성과 내식성과 절연특성이 우수한 테프론(teflon)을 사용하여, 금속이 코팅에 의한 절연파괴를 최소화하였다.
또한, 상기 냉각부(4)는 상기 타겟(1)의 냉각을 위해 직접냉각 방식을 채택하여 냉각효율을 극대화하였으며, 상기 냉각부(4)로 순환되는 냉매의 온도를 최대 영하 15 ℃ 까지 냉각할 수 있도록 에틸렌글리콜과 증류수의 비율을 부피비 1 : 1로 혼합하였다.
도 2는 상기 이온 인출 가속장치(8)의 평면을 도시한 평면도로써, 전술한 바 있지만, 다시 설명하면, 상기 내부 및 외부 전자석(2, 3)에 의해 상기 타겟(1) 표면에 발생된 플라즈마에 의해 스퍼터된 이온을 인출/가속하는 장치로, 상기 이온 인출 가속장치(8)에는 펄스 직류전압이 인가된다.
상기 이온 인출 가속장치(8)는 고전압 인가시 열전자의 방출을 최대화 하고, 고온에서의 내구성을 향상하기 위해 텅스텐(W), 몰리브덴(Mo) 등을 사용하며, 내부에는 다수개의 홀(hall ; 14)이 형성되어 있다. 상기 홀(14)의 직경은 바람직 하게는 약 8 mm이고, 각 홀의 거리는 약 12 mm로 동일한 간격으로 제작된다.
상술한 본 발명에 따른 마그네틱 스퍼터(300)로 기능성 박막 내지는 다결정 실리콘을 온도, 압력, 가스량 등을 조절하여 제작하면 우수한 특성의 박막을 제작할 수 있다.
제 1 실시예
본 발명의 제 1 실시예는 전술한 본 발명에 따른 마그네틱 스퍼터(300)를 이용하여 다결정 실리콘박막을 형성하는 방법에 관한 것이다.
상기 다결정 실리콘 박막을 형성하기 위한 공정 조건을 다음과 같이 하였다.
압력 : 5×10-5내지 5×10-3Torr
타겟 : 단결정 실리콘(c-Si(100))
전류밀도 : 8 W/cm2
타겟온도 : 300 ℃
상기와 같은 공정조건 하에 다결정 실리콘을 제조하였으며, 이온 인출 가속장치(8)를 사용하지 않았을 경우 다결정 실리콘의 이동도는 약 50 cm2/Vs 이고, 증착율(deposition rate)은 약 0.11μm/min이다.
상기 이온 인출 가속장치(8)를 사용하여 다결정 실리콘 박막을 형성한 경우에는 증착율이 약 0.3 μm/min 이고, 이동도는 약 100 cm2/Vs 정도이다.
즉, 종래의 결정화 방법으로 형성한 다결정 실리콘에 비해 전혀 뒤떨어지지 않는 전기적인 특성의 박막을 형성할 수 있으며, 증착율이 기존 스퍼터 방식에 비해 약 5 배정도 향상되었다.
따라서, 본 발명에 따른 마그네틱 스퍼터(300)를 이용하여 다결정 실리콘을 형성하면, 공정온도 300 ℃ 이하에서 다결정 실리콘 박막의 형성이 가능하기 때문에 저가의 대형 유리기판을 사용할 수 있으며, 증착속도도 기존 방식에 비해 5 배이상 크므로, 공정시간을 단축할 수 있는 장점이 있다.
제 2 실시예
본 발명에 따른 제 2 실시예는 투명유전체인 티타늄 산화막(TiO2)을 형성하는 방법에 관한 것이다.
상기 티타늄 산화막을 형성하기 위해서는 타겟으로 티타늄(Ti)을 사용하며, 반응성 가스로는 산소(O2)를 사용한다.
즉, 산소 플라즈마를 상기 타겟(티타늄)의 표면에 형성하여 스퍼터된 티타늄 입자와 반응하여 티타늄산화막을 형성하는 것이다.
상기 티타늄 산화막을 형성하기 위한 공정 조건을 설명하면 다음과 같다.
압력 : 3×10-3내지 3×10-4Torr
타겟 : 티타늄(Ti)
반응가스 : 산소(O2) 20 sccm
분위기 온도 : 200 ℃
인가 펄스: 15 내지 20 kHz
상기와 같은 공정 조건에서 티타늄 산화막을 형성하면 박막 조성이 Ti : O = 1 : 2 인 아나타제형 티타늄 산화막(TiO2)을 얻을 수 있다.
이 때, 형성된 박막의 광학적인 특성은 가시광선 영역에서 90 % 이상의 높은투과율과 0 % 에 가까운 흡수율을 나타내었다. 즉, 눈으로 보기에 실질적으로 투명한 광학적 특성을 얻었다.
그리고, 상기 반응 가스를 4 sccm의 질소(N2)가스로 변경하면 조성비가 1 : 1 인 티타늄 질화막(TiN)을 얻을 수 있다. 상기와 같이 얻어진 티타늄 질화막은 적외선 영역에서 80 % 이상의 높은 반사율 특성을 나타낸다.
제 3 실시예
본 발명에 따른 제 3 실시예는 상기 제 2 실시예와 같은 조건하에 다층 박막을 형성하여 기능성 박막을 제조하는 것에 관한 것이다.
상기 다층 박막은 TiO2/TiN/TiO2의 구조로 형성되며, 각 층의 두께는 각각 370 nm, 20 nm, 450 nm 일 때 적외선 영역에서 80 % 이상의 반사율과 가시광선 영역에서 75 % 이상의 투과율 특성을 나타낸다.
따라서, 각 층별 박막의 두께를 정확하게 제어한다면, 우수한 광학적 특성을 지닌 기능성 박막을 제작할 수 있고, 열 반사판(heat mirror)으로의 응용도 가능할 것이다.
상기 열 반사판은 난방용으로 많이 사용되는 히터의 열 반사판으로 사용된다.
상기 히터에 쓰이는 열 반사판의 효율의 척도는 열을 어느 정도 반사하느냐에 따라 달라지며, 전자기파의 일종인 열을 반사하기 위해서는 적외선 영역에서의반사율이 우수해야 한다. 따라서, 상기 TiO2/TiN/TiO2구조로된 기능성 박막을 열 반사판으로 사용하면, 적외선 영역에서 80 % 이상의 반사율을 보이므로 효율이 우수한 히터를 제공할 수 있을 것이다.
또한, 상기 열 반사판은 반도체 제조 공정 장비에 사용되는 시창에 부착하여, 장비 내부에서 발생되는 열이 외부로 방출되지 못하도록 차폐할 수 있으며, 또한 다양한 기능성 혼합물인 TiON, TiOx, CrN, ZrN 등과 같은 박막을 반응성 가스와 타겟를 변경하여 형성할 수 있었다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 마그네틱 스퍼터로 박막을 형성하면 다음과 같은 특징이 있다.
첫째, 본 발명에 따른 마그네틱 스퍼터는 이온 인출 가속장치를 시편과 타겟의 중간에 삽입하여, 타겟으로부터 스퍼터된 이온을 가속시킴으로써, 박막의 결정성을 향상할 수 있고, 증착 속도를 향상할 수 있는 장점이 있다.
둘째, 본 발명에 따른 마그네틱 스퍼터를 이용하여 다결정 실리콘을 형성할 경우, 별도의 결정화 과정이 없이 바로 기판 상에 다결정 실리콘 박막을 형성할 수 있고, 기존의 스퍼터 방법에 비해 5배정도 향상된 증착율로 우수한 전기적 특성의 소자를 제작할 수 있는 장점이 있다.
셋째, 본 발명에 따른 마그네틱 스퍼터를 이용하여 기능성 박막을 형성할 경우, 광학적 특성이 우수한 박막을 형성할 수 있는 장점이 있다.

Claims (12)

1) 바디와, 2) 상기 바디와 절연물질로 절연되고 상기 바디에 고정된 타겟과, 3) 상기 타겟에 전력을 인가하는 음극과, 4) 상기 바디의 내부에 형성되고, 상기 타겟의 표면에 플라즈마를 발생시키는 내부 전자석과, 5) 상기 타겟의 표면에서 상기 내부 전자석에 의해 발생한 플라즈마를 상기 타겟의 표면에 제한하는 외부 전자석과, 6) 상기 플라즈마로 인해 상기 타겟에 발생한 열을 냉각하는 냉각부를 포함하는 마그네트론 코팅원과;
상기 마그네트론 코팅원과 전기적으로 독립되고, 펄스 직류전압을 인가받고, 상기 타겟과의 거리 조절이 자유로우며, 상기 플라즈마에 의해 스퍼터된 상기 타겟의 입자를 가속시키는 이온 인출 가속장치와;
상기 스퍼터된 입자가 증착되는 시편을 포함하고, 소정 압력의 진공이 유지되는 반응로를 포함하는 마그네틱 스퍼터.
청구항 1에 있어서,
상기 내부와 외부 전자석의 인가되는 전류 비는 2 : 1 인 마그네틱 스퍼터.
청구항 2에 있어서,
상기 각 전자석의 자력의 세기는 300 G 근처인 마그네틱 스퍼터.
청구항 1에 있어서,
상기 음극에 인가되는 전력의 세기는 1 내지 120 W/cm2인 마그네틱 스퍼터.
청구항 1에 있어서,
상기 냉각부는 상기 타겟에 접촉되어 설치된 마그네틱 스퍼터.
청구항 5에 있어서,
상기 냉각부는 상기 냉각부를 순환하는 냉매를 더욱 포함하고 있으며, 상기 냉매는 에틸렌글리콜과 증류수의 혼합체인 마그네틱 스퍼터.
청구항 1에 있어서,
상기 절연물질은 테프론(teflon)인 마그네틱 스퍼터.
청구항 1에 있어서,
상기 이온 인출 가속장치는 상기 플라즈마에 의해 스퍼터된 타겟 입자가 통과할 수 있도록 내부에 균일하게 생성된 다수개의 홀을 포함하는 마그네틱 스퍼터.
청구항 1에 있어서,
상기 타겟은 단결정 실리콘이고, 상기 반응로의 압력은 5×10-5내지 5×10-3Torr 이고, 상기 음극에 가해지는 전력밀도는 8 W/cm2인 마그네틱 스퍼터.
청구항 1에 있어서,
상기 타겟은 티타늄이고, 상기 반응로의 압력은 3×10-3내지 4×10-4Torr이고, 상기 시편은 200℃ 이하의 온도로 유지되는 유리이고, 상기 이온 인출 가속장치에 인가되는 펄스 직류전압은 15 내지 20 kHz이고, 50 sccm 이하의 산소분위기인 마그네틱 스퍼터.
청구항 1에 있어서,
상기 타겟은 티타늄이고, 상기 반응로의 압력은 3×10-3내지 4×10-3Torr이고, 상기 시편은 200℃ 이하의 온도로 유지되는 유리이고, 상기 이온 인출 가속장치에 인가되는 펄스 직류전압은 15 내지 20 kHz이고, 10 sccm 이하의 질소분위기인 마그네틱 스퍼터.
청구항 1에 있어서,
상기 타겟은 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 스테인레스, 지르코늄(Zr)으로 구성된 집단에서 선택된 물질인 마그네틱 스퍼터.
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