마그네트론 스퍼터링의 문제점으로는 낮은 박막/기판 접착력, 낮은 금속 이온화 속도, 낮은 증착 속도, 특정 물질 스퍼터링의 제한 등이 있습니다. 낮은 박막/기판 접착력은 증착된 박막과 기판 간의 결합이 불량해져 코팅의 내구성과 성능에 영향을 미칠 수 있습니다. 낮은 금속 이온화 속도는 금속 원자를 이온화하는 데 비효율적이어서 증착 속도가 낮아지고 불균일한 필름이 형성될 수 있음을 의미합니다. 증착 속도가 낮다는 것은 다른 코팅 기술에 비해 공정이 느리다는 것을 의미하며, 이는 높은 생산 속도가 요구되는 산업 응용 분야에서 한계가 될 수 있습니다.
또 다른 문제는 제한된 타겟 활용률입니다. 마그네트론 스퍼터링에 사용되는 원형 자기장은 이차 전자가 링 자기장 주위를 이동하도록 하여 해당 영역에서 높은 플라즈마 밀도를 유발합니다. 이 높은 플라즈마 밀도로 인해 재료가 침식되고 타겟에 고리 모양의 홈이 형성됩니다. 홈이 타겟을 관통하면 전체 타겟을 사용할 수 없게 되어 타겟 활용률이 낮아집니다.
플라즈마 불안정성 또한 마그네트론 스퍼터링의 과제입니다. 일관되고 균일한 코팅을 달성하려면 안정적인 플라즈마 조건을 유지하는 것이 중요합니다. 플라즈마의 불안정성은 필름 특성과 두께의 변화로 이어질 수 있습니다.
또한 마그네트론 스퍼터링은 특정 재료, 특히 저전도성 및 절연체 재료를 스퍼터링하는 데 한계가 있습니다. 특히 DC 마그네트론 스퍼터링은 전류가 통과할 수 없고 전하가 축적되는 문제로 인해 이러한 물질을 스퍼터링하는 데 어려움을 겪습니다. RF 마그네트론 스퍼터링은 고주파 교류를 활용하여 효율적인 스퍼터링을 달성함으로써 이러한 한계를 극복할 수 있는 대안으로 사용될 수 있습니다.
이러한 어려움에도 불구하고 마그네트론 스퍼터링은 몇 가지 장점도 제공합니다. 증착 속도가 빠르면서도 기판 온도 상승을 낮게 유지하여 필름 손상을 최소화합니다. 대부분의 재료가 스퍼터링될 수 있으므로 광범위한 응용 분야에 사용할 수 있습니다. 마그네트론 스퍼터링을 통해 얻은 필름은 기판에 대한 우수한 접착력, 고순도, 우수한 소형화 및 균일 성을 나타냅니다. 이 공정은 반복 가능하며 대형 기판에서 균일한 필름 두께를 얻을 수 있습니다. 공정 파라미터를 조정하여 필름의 입자 크기를 제어할 수 있습니다. 또한 다양한 금속, 합금 및 산화물을 동시에 혼합하고 스퍼터링할 수 있어 코팅 조성물의 다양성을 제공합니다. 또한 마그네트론 스퍼터링은 산업화가 비교적 쉬워 대규모 생산에 적합합니다.
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