스퍼터링은 타겟 또는 소스에서 재료를 방출하여 박막을 생성한 다음 기판에 증착하는 데 사용되는 물리적 기상 증착(PVD) 기술입니다. 이 프로세스에는 증착 챔버 진공화, 스퍼터링 가스 도입, 플라즈마 생성, 가스 원자 이온화, 이온을 타겟으로 가속, 마지막으로 스퍼터링된 물질을 기판에 증착하는 등 몇 가지 주요 단계가 포함됩니다.
스퍼터링의 세부 단계:
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증착 챔버 진공 청소:
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이 공정은 증착 챔버를 일반적으로 약 10^-6 토르의 매우 낮은 압력으로 비우는 것으로 시작됩니다. 이 단계는 오염 물질을 제거하고 배경 가스의 분압을 낮추어 증착 공정을 위한 깨끗한 환경을 보장하는 데 매우 중요합니다.스퍼터링 가스 도입:
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원하는 진공에 도달한 후 아르곤 또는 크세논과 같은 불활성 가스를 챔버에 도입합니다. 가스 선택은 스퍼터링 공정의 특정 요구 사항과 증착되는 재료에 따라 달라집니다.
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플라즈마 생성:
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그런 다음 챔버의 두 전극 사이에 전압을 인가하여 플라즈마의 일종인 글로우 방전을 생성합니다. 이 플라즈마는 스퍼터링 가스의 이온화에 필수적입니다.가스 원자의 이온화:
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생성된 플라즈마 내에서 자유 전자가 스퍼터링 가스의 원자와 충돌하여 전자를 잃고 양전하를 띤 이온이 됩니다. 이 이온화 과정은 이후 이온의 가속에 매우 중요합니다.
표적을 향한 이온의 가속:
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인가된 전압으로 인해 이러한 양이온은 표적 물질인 음극(음전하를 띤 전극)을 향해 가속됩니다. 이온의 운동 에너지는 표적 물질에서 원자나 분자를 제거하기에 충분합니다.
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스퍼터링된 재료의 증착:
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타겟에서 제거된 물질은 챔버를 통해 이동하는 증기 흐름을 형성하여 기판 위에 증착되어 박막 또는 코팅을 형성합니다. 이 증착 과정은 원하는 두께 또는 커버리지에 도달할 때까지 계속됩니다.추가 고려 사항:
사전 스퍼터링 준비:
