KR20110119095A - 피막제조 시스템 및 그 제조방법 - Google Patents

피막제조 시스템 및 그 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20110119095A
KR20110119095A KR1020100038600A KR20100038600A KR20110119095A KR 20110119095 A KR20110119095 A KR 20110119095A KR 1020100038600 A KR1020100038600 A KR 1020100038600A KR 20100038600 A KR20100038600 A KR 20100038600A KR 20110119095 A KR20110119095 A KR 20110119095A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
film
mathematical model
vacuum deposition
film production
deposition
Prior art date
Application number
KR1020100038600A
Other languages
English (en)
Inventor
양지훈
정재인
Original Assignee
재단법인 포항산업과학연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 재단법인 포항산업과학연구원 filed Critical 재단법인 포항산업과학연구원
Priority to KR1020100038600A priority Critical patent/KR20110119095A/ko
Publication of KR20110119095A publication Critical patent/KR20110119095A/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/24—Vacuum evaporation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/34—Sputtering
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/52—Means for observation of the coating process
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02612—Formation types
    • H01L21/02617—Deposition types
    • H01L21/02631—Physical deposition at reduced pressure, e.g. MBE, sputtering, evaporation

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

진공증착에 의한 피막제조 시스템 및 그 제조방법이 개시된다. 본 발명에 의한 진공증착에 의한 피막 제조방법은 진단 장치를 활용한 시스템 동기화와 피막의 특성 데이터베이스 자료를 활용한 코팅용 수식모델 프로그램을 이용하여 피막의 특성을 최종 제품의 요구 특성에 일치시킬 수 있다.

Description

피막제조 시스템 및 그 제조방법{THE FILM MANUFACTURING SYSTEM AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 피막 제조시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 진공증착에 의한 피막 제조시스템에 관한 것이다.
표면처리기술은 모재의 성능을 향상시키거나 모재에 부가적인 기능을 부여하는 공정 기술이며 크게 피막제조와 표면개질 기술로 분류할 수 있다.
피막제조 기술은 모재의 표면에 성질이 다른 물질을 코팅하는 방법이며 표면개질은 모재의 표면을 물리적 또는 화학적 방법으로 변형시키는 기술이다.
피막제조 기술은 진공증착 방법과 용사, 도금 그리고 플라즈마 중합 등의 기술로 나눌 수 있다.
표면처리 기술은 1970년대까지는 단위기술이 제한적으로 응용되어 오다가 80년대에는 단위기술의 수준이 향상되는 단계에 도달하였으며 1990년대에 이르면 기술의 복합화를 통한 성능향상 그리고 최근에는 피막의 나노화 및 다기능화를 위한 복합 표면개질층을 구현하는 연구가 진행되고 있다.
피막제조 기술 중에서 진공증착은 흔히 진공코팅으로 알려져 있으며 이 방법은 다시 물리증착과 화학증착으로 구분할 수 있고 진공분위기에서 금속이나 화합물을 피복하는 기술이다.
진공증착은 기존 습식도금 대비 환경에 영향을 미치지 않기 때문에 그 응용이 점차 증가하고 있다. 이중에서 물리증착은 다시 증발법과 스퍼터링 그리고 아크이온플레이팅으로 나뉘어진다. 금속을 코팅할 경우 일반적인 용도에는 진공증착과 스퍼터링 방법이 주로 이용되며, 내식성 및 피막의 밀착력 그리고 밀도를 향상시키기 위한 목적의 경우는 스퍼터링과 아크이온플레이팅 방법을 주로 이용하고 있다.
스퍼터링은 이온화된 불활성 기체가 음의 바이어스 전압이 인가된 타겟에 충돌하여 입사 이온의 운동량 전달 과정에서 에너지를 얻은 타겟의 입자가 물질 밖으로 튀어나오는 현상으로 스퍼터링으로 제조된 피막은 스퍼터링 소스의 형태나 자석의 배열에 따라 그 특성이 현저히 달라지고 있다.
아크이온플레이팅 기술은 타겟을 음극으로 하여 아크 방전을 유도한 후 발생된 아크가 타겟물질을 뜯어내어 기판에 증착하는 방법으로 이온화율이 높기 때문에 경질 피막 제조에 유리한 방법이며 따라서 공구나 기계 부품의 내마모성 향상과 고경도 코팅에 널리 이용되고 있다.
일반적으로 진공증착을 이용하여 박막을 제조할 경우 박막의 특성은 시스템에 및 공정조건에 따라 달라지며 온도나 습도 등의 외부환경이나 장치를 가동하는 작업자에 따라서도 특성이 달라지는 경우가 발생한다.
이러한 상황에서 박막을 제조하는 소위 표면처리 서비스 제공사는 수요자가 요구하는 특성을 맞추기 위해 여러 번의 예비실험과 시행착오를 통해 공정조건을 도출하고 도출된 조건을 바탕으로 박막 시편을 제조하며 제조한 제품의 평가를 통해 불량품을 골라내는 작업을 진행하게 된다.
이렇게 되면 공정이 복잡해지고 원가가 높아져 생산성 및 경제성 측면에서 매우 불리하게 작용하게 된다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로 진공증착 공정을 이용하여 피막을 제조하는 시스템에 있어서 진단 장치를 활용한 시스템 동기화와 피막의 특성 데이터베이스 자료를 활용한 코팅용 수식모델 프로그램을 이용하여 피막의 특성을 최종 제품의 요구 특성에 일치시키는 피막제조 시스템 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 진공증착에 의한 피막 제조방법은, 요구특성을 입력하는 단계, 입력된 상기 요구특성을 기초로 수식모델을 기동하는 단계, 기동된 상기 수식모델을 이용하여 공정변수를 제어하는 단계, 및 상기 공정변수를 이용하여 피막을 제조하는 단계를 포함한다.
상기 수식모델을 기동하는 단계는 증착소스의 특성을 평가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 수식모델을 기동하는 단계는 피막 제조시스템을 동기화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 수식모델을 기동하는 단계는 내장된 데이터베이스를 통해 피막의 최종 특성에 적합한 수식모델을 선정하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 수식모델을 기동하는 단계는 상기 기동된 수식모델의 공정변수에 맞추어 변수제어장치에 명령을 내리는 것을 특징으로 한다.
상기 공정변수를 제어하는 단계는 상기 수식모델을 기동하는 단계로부터 받은 명령을 기초로 피막을 제조하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 다른 실시예에 의한 진공증착에 의한 피막 제조방법은, 진단장치를 이용하여 시스템을 동기화하는 단계, 피막의 특성 데이터베이스를 기초로 코팅용 수식모델 프로그램을 이용하여 피막의 특성을 요구특성에 일치시키는 단계를 포함한다.
상기 수식모델은 피막의 특성 평가데이터로 이루어지며 피막 제조장치 및 소스에 의한 차이를 시스템 진단을 통해 동기화시켜 해결하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 피막의 특성을 요구특성에 일치시키는 단계는 상기 피막의 특성 데이터베이스로부터 변수 데이터를 추출하여 피막의 특성을 제어하고 예측하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 수식모델은 특성 평가데이터로부터 해석학의 내삽법(보간법) 또는 외삽법(보외법)을 이용하여 결정되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 시스템의 동기화는 플라즈마 진단장치, 증발률 측정기, 제어기및 잔류가스 분석기 중 선택된 적어도 하나에 의해 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의한 진공증착에 의한 피막 제조시스템은 수식모델 프로그램, 상기 수식모델 프로그램으로부터 명령을 받아 수행하는 변수제어 장치, 및 상기 변수제어 장치로부터 데이터를 받아 피막을 제조하는 피막제조 장치를 포함한다.
또한, 상기 변수제어 장치는, 진공용기, 피막이 형성되는 기판, 상기 기판상에 피막을 형성하기 위한 증착소스, 플라즈마 진단장치, 및 증착률 측정장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기한 바와 같은 본 발명의 진공증착에 의한 피막 제조시스템에 따르면 최종 제품의 특성을 맞추기 위한 시행착오를 최소화 하면서 제조 시간 단축과 함께 경제적인 방법으로 피막 제조가 가능하다.
도 1은 본 발명의 피막 제조방법을 개략적으로 나타낸 공정흐름도이다.
도 2는 본 발명에 의한 피막 시스템의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 장식성 피막 제조 장치의 개략도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 효과를 설명하기 위해 수식모델을 적용한 TiN 피막의 밝기 그래프이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 진공증착에 의한 피막 제조방법에 대하여 설명하기로 한다. 참고로 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 진공증착에 의한 피막 제조방법은 요구특성을 입력하는 단계, 입력된 상기 요구특성을 기초로 수식모델을 기동하는 단계, 기동된 상기 수식모델을 이용하여 공정변수를 제어하는 단계, 및 상기 공정변수를 이용하여 피막을 제조하는 단계를 포함한다.
도 1은 본 발명에 의한 피막 제조방법의 공정을 설명하기 위한 공정 흐름도이며 도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 수식모델 제어를 통한 피막제조 시스템의 개략도이다.
종래의 피막 제조공정은 시스템을 기동한 후 시스템 및 소스 변수와 기판과 관련된 각종 공정조건을 입력하여 이 조건대로 시스템 및 소스를 동작시키다.
상기의 조건하에 피막을 제조하고 피막 제조가 완료되면 피막의 특성을 평가하여 요구 특성의 일치 여부를 판단한 다음 특성이 맞지 않을 경우 상기의 공정을 반복하여 특성을 맞추어가는 공정을 기반으로 하고 있다.
따라서 기존 공정의 경우 수많은 시행착오를 통해 특성을 찾기 때문에 시간 및 비용이 상승하게 된다.
본 발명은 도 1에 도시된 바와 같은 공정을 거치며 요구특성을 입력하면 수식모델이 시스템 및 공정변수를 제어하여 피막을 제조하고 공정을 완료하는 방식으로 시행착오 없이 경제적인 방법으로 피막제조가 가능하다.
먼저, 본 발명의 기술을 구현하기 위해 필요한 것으로 수식모델과 적중율이 있다.
상기 수식모델은 정해진 물질계의 일부 데이터를 활용하여 외삽을 통해 제어용 수식을 완성하는 것으로, 예를 들면 어떤 피막의 특성값이
Figure pat00001
라고 하면 그 특성은 다양한 공정변수
Figure pat00002
에 따라 결정되고 하기의 식 (1)과 같이 공정변수 및 공정변수와 관련된 상수 값으로 나타낼 수 있다.
Figure pat00003
------- (1)
이러한 식 (1)을 제어 프로그램에 도입하여 이용하면 최종 제품의 특성 즉,
Figure pat00004
를 프로그램이 시스템의 공정변수 제어를 통해 자동으로 얻게 되고 따라서 시행착오를 거치지 않고 원하는 특성을 얻을 수 있다.
한편, 코팅 제품의 최종 특성이 입력값과 일치하는지의 여부는 식 (2)와 같이 적중율로 나타낼 수 있다.
Figure pat00005
------- (2)
여기서
Figure pat00006
는 적중률을 의미하며
Figure pat00007
는 요구되는 특성데이터와 코팅후 측정된 특성데이터의 차이 그리고
Figure pat00008
는 요구되는 특성데이터 값을 의미한다.
상기의 적중률 계산을 통해 상기 식 (1)의 수식모델 프로그램의 건전성 또는 정확성 여부를 판단하게 된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명은 크게 수식모델 프로그램(11)과 수식모델 프로그램(11)으로부터 명령을 받아 수행하는 변수 제어장치(12)와 변수 제어장치(12)로부터 데이터를 받아 피막을 제조하는 피막 제조장치(13)로 구성되어 있다. 피막 제조장치(13)는 진공용기(1)와 기판(2), 증착소스(3,3') 그리고 플라즈마 진단장치(4) 및 증착율 측정 장치(5)를 포함한다.
우선, 박막제조를 통해서 얻고자 하는 요구 특성을 수식모델 프로그램(11)에 입력하면 수식모델 프로그램(11)이 기동하게 된다. 이 수식모델 프로그램(11)은 일차적으로 증착소스(3,3')의 특성을 평가하게 된다.
이를 위해 증착소스(3,3')를 동작시켜 플라즈마 진단장치(4)와 증착율 측정기(5)로부터 얻은 데이터를 바탕으로 시스템을 동기화시킨다.
즉, 코팅 장치나 소스마다 서로 다른 특성을 기준 레벨에 맞추는 작업을 수행하는 것이다. 한편, 이러한 동기화 작업은 일반적으로 신규 시스템에 대해 초기에 한번만 실시하게 되며 매번 동기화를 시킬 필요는 없다.
다음으로 수식모델이 내장된 데이터베이스를 통해 최종 특성에 맞는 수식모델을 선정하고 선정된 수식모델의 공정 변수에 맞추어 변수 제어장치(12)에 명령을 준다.
명령을 받은 변수 제어장치(12)는 차례로 피막 제조장치(13)를 제어하여 피막을 제조하게 된다.
<실시예>
이하 본 발명의 실시예를 도 3을 통해 자세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 실시예는 스테인리스 기판에 TiN 박막을 제조하되 수식 모델 프로그램을 통해 제조하고 피막의 색상을 색차계를 통해 조사한 다음 수식 모델 프로그램의 건전성을 평가한 것이다.
우선 수식모델 프로그램을 작성하기 위해 도 3에 도시된 바와 같은코팅 장치를 이용하여 코팅실험을 진행하고 질소 유량과 기판온도에 따른 색상데이터를 확보하였다.
도 3의 코팅 장치는 진공실(101)내에 스퍼터링 소스(102)와 기판(107)을 장착시키기 위한 기판홀더(108), 셔터(106) 그리고 진공도를 측정하는 진공게이지(114)가 구비되어 있다.
스퍼터링 소스(102)에는 Ti 타겟(103)이 장착되어 있으며, 스퍼터링에서 발생된 플라즈마를 제어하기 위한 전자석(104)과 스퍼터링용 전원(105), 가스 도입구(114) 등이 구비되어 있다.
기판(107)은 기판홀더(108) 위에 장착되며 회전을 위한 기판회전장치(109)와 기판(107)의 청정 및 바이어스 전압을 인가하는 바이어스용 전원(110)이 연결되어 있다.
또한, 기판(107)의 온도 조절을 위해 히터(111)와 히터용 전원(112)이 부착되어 있다.
한편, 플라즈마 진단을 위한 플라즈마 진단장치(111)와 스퍼터링 소스(102)의 전력 제어를 위한 증착율 측정기(112)가 부착되어 있다.
보다 상세하게, 상기 도 3의 장치를 이용하여 특성 데이터를 확보하기 위해 하기와 같은 실험을 수행하였다.
가로 및 세로가 각각 5cm이며 두께가 0.8mm인 스테인리스 기판(107)을 준비하고 대기 중에서 아세톤과 알코올을 이용하여 초음파 세척하였다.
세척된 기판(107)은 진공실(1)내의 기판홀더(108)에 장착한 다음 진공펌프를 이용하여 10-5 토르(torr) 이하까지 배기하였다. 진공도가 10-5 토르 이하가 되면 기판(107) 표면에 존재하는 불순물을 제거하고 표면을 활성화시키기 위해 기판(7)의 플라즈마 전처리를 실시하였다.
실시예에서의 플라즈마 전처리는 아르곤 가스를 70SCCM 주입하여 진공실(101)의 진공도를 5 x 10-2 토르(torr)가 되도록 조절한 다음 바이어스용 전원인 펄스전원을 기판(107)에 인가하되 전압을 800V로 조정하여 실시하였다.
다음으로 TiN을 코팅하기 위해 히터용 전원(112)에 전류를 인가하여 히터(111)를 가열시켜 기판(102)을 200℃로 유지시킨 후 진공실(101)에 아르곤 가스(80SCCM)와 질소가스(15SCCM)을 주입하여 진공도가 2 x 10-3 토르(torr)가 되도록 조절하였다.
이후에, Ti 타겟(103)이 장착된 스퍼터링 소스(102)에 스퍼터링용 전원(105)을 인가하여 타겟(103)의 표면을 3분간 스퍼터링하여 타겟(103) 표면에 존재하는 불순물을 제거한 다음 셔터(106)을 열어 기판(107)에 TiN 피막을 형성하였다.
TiN 피막 제조시 스퍼터링 전류는 1.5A로 고정하였고 전자석(104)의 전류는 2A로 조절하여 20분 코팅을 통해 최종 두께를 500nm로 증착하였다.
상기의 조건으로 질소유량과 온도를 변화시키면서 TiN 피막을 제조하고 색차계를 통해 밝기(Brightness)를 측정하였다.
TiN 피막의 밝기는 조건에 따라 55-80까지 변화하였으며 이들 데이터를 바탕으로 TiN 색상에 대한 수식모델을 완성하여 식 (3)과 같은 결과를 얻었다.
Figure pat00009
------- (3)
여기서
Figure pat00010
은 TiN 피막의 밝기이고
Figure pat00011
은 질소유량
Figure pat00012
는 기판온도를 의미한다. a, b, c, d는 각각 상수이며 식 (3)으로부터 피막의 밝기는 질소유량에 따라 2차함수로 변화함을 알 수 있다.
즉, 질소유량이 증가하면서 밝기 값이 증가하다가 일정 유량에서 최대값을 이루며 다시 감소하게 된다.
한편, 기판온도에 대해서는 온도의 세제곱근의 형태로 달라진다. 즉, 기판온도가 증가하면서 밝기 값이 증가하되 그 증가폭은 작게 나타난다.
상기 식 (3)의 수식모델 프로그램을 통해 실제 TiN피막을 제조한 후 적중률을 평가하였다.
식 (3)을 이용한 수식모델을 바탕으로 밝기 값을 이용하여 시편을 제조하고 이론값과 실험값을 비교한 그림을 도 4에 나타내었다.
도 4를 통해 본 발명의 방법으로 제조한 시편의 경우 TiN 피막의 밝기가 수식모델과 잘 일치하며 따라서 특성값을 입력함에 의해 피막의 특성을 예측하고 제어가 가능함을 알 수 있다.
본 발명에 의한 진공증착에 의한 피막 제조방법을 이용하여 피막을제조하게 최종 제품의 특성을 맞추기 위한 시행착오 실험을 절감할 수 있어 시간이 단축되면서 동시에 경제적인 방법으로 피막 제조가 가능하다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변경된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
1 : 진공용기 2 : 기판
3, 3': 증착 소스 4 : 플라즈마 진단장치
5 : 증착률 측정기 11 : 수식모델 프로그램
12 : 변수 제어 장치 13 : 피막 제조장치
101 : 진공실 102 : 스퍼터링 소스
103 : 타겟 104 : 전자석
105 : 스퍼터링용 전원 106 : 셔터
107 : 기판 108 : 기판 홀더
109 : 기판 회전장치 110 : 바이어스용 전원
111 : 히터 112 : 히터용 전원
113 : 가스 도입구 114 : 진공게이지
115 : 플라즈마 진단장치 116 : 증착률 측정기

Claims (13)

  1. 진공증착에 의한 피막 제조방법에 있어서,
    요구특성을 입력하는 단계;
    입력된 상기 요구특성을 기초로 수식모델을 기동하는 단계;
    기동된 상기 수식모델을 이용하여 공정변수를 제어하는 단계; 및
    상기 공정변수를 이용하여 피막을 제조하는 단계를 포함하는 진공증착에 의한 피막 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 수식모델을 기동하는 단계는 증착소스의 특성을 평가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공증착에 의한 피막 제조방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 수식모델을 기동하는 단계는 피막 제조시스템을 동기화시키는단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공증착에 의한 피막 제조방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 수식모델을 기동하는 단계는 내장된 데이터베이스를 통해 피막의 최종 특성에 적합한 수식모델을 선정하는 것을 특징으로 하는 진공증착에 의한 피막 제조방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 수식모델을 기동하는 단계는 상기 기동된 수식모델의 공정변수에 맞추어 변수제어장치에 명령을 내리는 것을 특징으로 하는 진공증착에 의한 피막 제조방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 공정변수를 제어하는 단계는 상기 수식모델을 기동하는 단계로부터 받은 명령을 기초로 피막을 제조하는 것을 특징으로 하는 진공증착에 의한 피막 제조방법.
  7. 진공증착에 의한 피막 제조방법에 있어서,
    진단장치를 이용하여 시스템을 동기화하는 단계; 및
    피막의 특성 데이터베이스를 기초로 코팅용 수식모델 프로그램을 이용하여 피막의 특성을 요구특성에 일치시키는 단계를 포함하는 진공증착에 의한 피막 제조방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 수식모델은 피막의 특성 평가데이터로 이루어지며 피막 제조장치 및 소스에 의한 차이를 시스템 진단을 통해 동기화시켜 해결하는 것을 특징으로 하는 진공증착에 의한 피막 제조방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 피막의 특성을 요구특성에 일치시키는 단계는 상기 피막의 특성 데이터베이스로부터 변수 데이터를 추출하여 피막의 특성을 제어하고 예측하는 것을 특징으로 하는 진공증착에 의한 피막 제조방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 수식모델은 특성 평가데이터로부터 해석학의 내삽법(보간법) 또는 외삽법(보외법)을 이용하여 결정되는 것을 특징으로 하는 진공증착에 의한 피막 제조방법.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 시스템의 동기화는 플라즈마 진단장치, 증착률 측정기, 제어기및 잔류가스 분석기 중 선택된 적어도 하나에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 진공증착에 의한 피막 제조방법.
  12. 진공증착에 의한 피막 제조시스템에 있어서,
    수식모델 프로그램;
    상기 수식모델 프로그램으로부터 명령을 받아 수행하는 변수제어 장치; 및
    상기 변수제어 장치로부터 데이터를 받아 피막을 제조하는 피막제조 장치를 포함하는 진공증착에 의한 피막 제조시스템.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 변수제어 장치는,
    진공용기;
    피막이 형성되는 기판;
    상기 기판상에 피막을 형성하기 위한 증착소스;
    플라즈마 진단장치; 및
    증착률 측정장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공증착에 의한피막 제조시스템.
KR1020100038600A 2010-04-26 2010-04-26 피막제조 시스템 및 그 제조방법 KR20110119095A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100038600A KR20110119095A (ko) 2010-04-26 2010-04-26 피막제조 시스템 및 그 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100038600A KR20110119095A (ko) 2010-04-26 2010-04-26 피막제조 시스템 및 그 제조방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20110119095A true KR20110119095A (ko) 2011-11-02

Family

ID=45390724

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100038600A KR20110119095A (ko) 2010-04-26 2010-04-26 피막제조 시스템 및 그 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20110119095A (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220100243A (ko) * 2021-01-08 2022-07-15 대한광통신 주식회사 머신러닝 기반 합성유리 퇴적공정 예측 방법, 장치 및 컴퓨터 프로그램

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220100243A (ko) * 2021-01-08 2022-07-15 대한광통신 주식회사 머신러닝 기반 합성유리 퇴적공정 예측 방법, 장치 및 컴퓨터 프로그램

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2009102070A1 (ja) ダイヤモンド状炭素膜成膜装置及びダイヤモンド状炭素膜を成膜する方法
US10006116B2 (en) Forming method of intermediate layer formed between base material and DLC film, DLC film forming method, and intermediate layer formed between base material and DLC film
CN107779839B (zh) 基于阳极技术的dlc镀膜方法
US11875979B2 (en) Feedback system
CN106011752B (zh) 一种金属硬质膜的制备方法
CN103572220A (zh) 一种氮化钛铝铌氮梯度硬质反应膜的制备方法
KR20150135082A (ko) 수정 발진식 막두께 모니터에 의한 막두께 제어 방법
CN105908126A (zh) 一种高Al含量的AlTiN复合涂层及制备方法
US10260145B2 (en) Film formation apparatus and film formation method
Khatir et al. Coating diamond-like carbon films on polymer substrates by inductively coupled plasma assisted sputtering
CN111621756B (zh) 一种室温溅射制备晶态透明氧化铝薄膜的方法
CN105951051A (zh) 一种倾斜溅射工艺制备渐变折射率减反射膜的方法
CN107858684A (zh) 金属‑类金刚石复合涂层及其制备方法与用途以及涂层工具
KR20110119095A (ko) 피막제조 시스템 및 그 제조방법
WO2021010415A1 (ja) 機械学習方法、機械学習装置、機械学習プログラム、通信方法、及び成膜装置
CN104451560A (zh) 一种氮化钛铝锆铌氮梯度仿金装饰膜层的制备方法
JP6318254B2 (ja) ガス供給を制御するための方法及びコントローラ
CN101591766A (zh) 钛铝锆氮化物多组元硬质反应梯度膜的制备方法
CN101591765A (zh) 铬钛铝锆氮化物多组元硬质反应梯度膜的制备方法
JP6288083B2 (ja) 化合物膜の製造方法
CN109666887A (zh) 一种TiAlN硬质涂层及其制备方法和应用
CN109154061B (zh) 借助HIPIMS的具有减少的生长缺陷的TiCN
CN106191779A (zh) 一种聚合物真空电子束蒸发镀膜机
CN114107935A (zh) 一种基于ai算法的pvd镀膜厚度自动调节方法
Volpian et al. Ion-vacuum technology for manufacturing elements for nanogradient optics and metamaterials

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E601 Decision to refuse application