스퍼터링은 널리 사용되는 박막 증착 기술입니다.
그러나 효율성, 비용 효율성 및 다양한 애플리케이션에서의 적용 가능성에 영향을 줄 수 있는 몇 가지 중요한 단점이 있습니다.
이러한 단점에는 높은 자본 비용, 특정 재료에 대한 상대적으로 낮은 증착률, 이온 충격으로 인한 일부 재료의 성능 저하, 증착 방식에 비해 기판에 불순물이 유입되는 경향이 더 크다는 점 등이 있습니다.
또한 스퍼터링은 리프트오프 공정과의 결합, 층별 성장 제어, 높은 생산 수율과 제품 내구성 유지라는 과제에 직면해 있습니다.
스퍼터링의 7가지 단점은 무엇일까요?
1. 높은 자본 비용
스퍼터링 장비는 복잡한 설정 및 유지보수 요구 사항으로 인해 상당한 초기 투자가 필요합니다.
다른 증착 기술에 비해 자본 비용이 높습니다.
재료, 에너지, 유지보수, 감가상각을 포함한 제조 비용도 상당합니다.
이는 종종 화학 기상 증착(CVD)과 같은 다른 코팅 방법의 비용을 초과합니다.
2. 특정 재료의 낮은 증착률
SiO2와 같은 일부 재료는 스퍼터링 시 상대적으로 낮은 증착 속도를 보입니다.
이러한 느린 증착은 제조 공정을 연장시킬 수 있습니다.
이는 생산성에 영향을 미치고 운영 비용을 증가시킵니다.
3. 이온 충격으로 인한 재료의 열화
특정 재료, 특히 유기 고체는 이온의 영향으로 인해 스퍼터링 공정 중에 열화되기 쉽습니다.
이러한 열화는 재료 특성을 변경하고 최종 제품의 품질을 저하시킬 수 있습니다.
4. 불순물 유입
스퍼터링은 증착 방식에 비해 낮은 진공 범위에서 작동합니다.
따라서 기판에 불순물이 유입될 가능성이 높아집니다.
이는 증착된 필름의 순도와 성능에 영향을 미쳐 잠재적으로 결함이나 기능 저하로 이어질 수 있습니다.
5. 리프트 오프 공정 및 층별 성장 제어의 과제
스퍼터링의 확산 수송 특성으로 인해 원자가 어디로 이동하는지 완전히 제한하기가 어렵습니다.
이는 필름 구조화를 위한 리프트오프 공정과의 통합을 복잡하게 만듭니다.
이는 오염 문제로 이어질 수 있습니다.
또한 펄스 레이저 증착과 같은 기술에 비해 스퍼터링에서는 층별 성장을 위한 능동 제어가 더 까다롭습니다.
이는 필름 증착의 정밀도와 품질에 영향을 미칩니다.
6. 생산 수율 및 제품 내구성
더 많은 층이 증착될수록 생산 수율은 감소하는 경향이 있습니다.
이는 제조 공정의 전반적인 효율성에 영향을 미칩니다.
또한 스퍼터링 코팅은 취급 및 제조 과정에서 더 부드럽고 손상되기 쉽습니다.
따라서 성능 저하를 방지하기 위해 세심한 포장과 취급이 필요합니다.
7. 마그네트론 스퍼터링의 특정 단점
마그네트론 스퍼터링에서 링 자기장을 사용하면 플라즈마가 균일하지 않게 분포됩니다.
이로 인해 타겟에 고리 모양의 홈이 생겨 이용률이 40% 미만으로 떨어집니다.
이러한 불균일성은 또한 플라즈마 불안정성의 원인이 됩니다.
이는 강한 자성 재료에 대해 저온에서 고속 스퍼터링을 달성하는 능력을 제한합니다.
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