디스플레이 용어 스퍼터링(Sputtering)

Sputtering은 디스플레이 공정에서 빼놓을 수 없는 기술이다. 주로 TFT 기판을 만들 때 필수적으로 사용되는 공정이다.

TFT 기판을 만들때는 전자가 흐를 수 있는 금속으로 구성된 Layer가 필요한데, 이때 Sputtering 공정이 사용되며, Sputter 설비를 이용하여 기판에 금속층을 형성시킨다. 

 

삼성디스플레이는 AP시스템, 테라세미콘, 에스에프에이 등에서 납품중이며, 엘지디스플레이에서는 한국알박, LG생기원 등에서 Sputter 장비를 납품하고 있다. 설비 업체별로 고유의 공정 Setting이 조금 차이가 나고, 기술 방식은 전부 유사한 방식을 채택하고 있다.

 

Sputtering

 

 

TFT 기판은 전자를 이동시킬 수 있는 얇고 가느다란 금속성 물질을 이용한 배선이 필수적인데, Sputtering은 이 배선의 기반이 되는 막을 형성하고, 이후 포토공정(Photolithography)을 통해서 배선 이외 부분을 깎아내어 최종적으로 전자를 이동시킬 수 있는 배선을 만들 수 있다.

 

그렇다면 어떻게 금속을 물리적으로 기판에 증착시킬 수 있을까?

Sputtering은 우선 증착이 이루어질 Chamber 안에 TFT기판과 증착할 금속성 물질을 투입하고, 이어서 Chamber를 진공상태를 만들어준다. 그리고 적정 온도와 습도 진공 정도, 압력을 맞추어 주고 아르곤(Ar) 가스를 주입해준다. 그리고 증착할 물질(Target)에 마이너스 전압을 가하게 되면 TFT 기판과 Target 사이에 전기장이 형성되고 이 전기장에 노출된 아르곤 가스는 Ar+로 이온화되면서 Chamber 내부에는 플라스마(Plasma) 상태가 형성된다. 

이온화된 아르곤 가스는 Sputter Target과 충돌하게 되며, 이때 충돌 당한 증착 Target의 입자는 표면에서 튕겨 나와 양극인 TFT 기판에 달라붙게 된다. 이 과정을 Sputtering 공정이라고 하며, 이 공정을 통해서 TFT 기판에 원하는 금속물질을 증착시킬 수 있다. Sputtering 설비 시장에서는 얼마나 평평하게 잘 증착을 시키는지, Target 물질을 최소화하여 골고루 증착시키는 각각의 Sputter 업체 고유기술로 경쟁을 하고있다.