이 연구에서는 베이지안 최적화 기법을 활용하여 몰리브덴 박막의 스퍼터 증착 공정 조건을 최적화하였다. 박막의 잔류 응력과 시트 저항을 목표 범위 내로 유지하면서, 공정 변동성에 대한 민감도를 최소화하는 것이 주요 목표였다.
연구팀은 먼저 잔류 응력, 시트 저항, 밀도 및 공정 변동성에 대한 4가지 설계 기준을 정의하였다. 이를 바탕으로 통합 목적 함수를 구축하였다. 베이지안 최적화 알고리즘은 이 목적 함수를 최대화하는 스퍼터 증착 공정 조건을 탐색하였다.
실험 결과, 베이지안 최적화 기법은 효과적으로 공정 조건 설계 공간을 탐색하여 최적의 파워와 압력 조합을 찾아냈다. 최적 조건은 압력 2 mTorr, 파워 620 W였으며, 이 조건에서 제작된 박막은 목표 잔류 응력 및 시트 저항 범위를 만족하였다. 또한 압력 변동에 대한 박막 응력의 민감도가 최소화되어 공정 변동성에 강건한 특성을 보였다.
이 연구는 베이지안 최적화 기법이 재료 공정 최적화에 효과적으로 활용될 수 있음을 보여준다. 복잡한 공정-특성 관계를 효율적으로 탐색하고, 다양한 설계 기준을 동시에 만족하는 최적 조건을 찾아낼 수 있다.
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by Ankit Shriva... klokken arxiv.org 05-07-2024
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