스퍼터링에 사용되는 진공 시스템은 스퍼터 코팅 시스템의 필수 구성 요소입니다.
이 시스템은 마이크로 회로 또는 기타 기판에 전기 전도성 물질의 박막을 증착하는 데 사용됩니다.
진공 시스템은 오염 물질의 간섭을 최소화하는 통제된 환경에서 공정이 진행되도록 보장합니다.
알아야 할 4가지 주요 구성 요소
1. 진공 챔버
진공 시스템은 잔류 가스 분자를 제거하기 위해 기본 압력으로 배기되는 진공 챔버로 구성됩니다.
이러한 분자로는 H2O, 공기, H2, Ar 등이 있습니다.
기본 압력은 일반적으로 깨끗한 표면을 보장하고 오염을 방지하기 위해 약 10-6 mbar 이상의 고진공 범위입니다.
2. 고순도 불활성 공정 가스
챔버가 비워지면 고순도 불활성 공정 가스(일반적으로 아르곤)가 챔버로 유입됩니다.
이 가스는 스퍼터링 가스 역할을 하며 스퍼터링 공정에서 중요한 역할을 합니다.
이 가스는 플라즈마에서 고에너지 분자 충돌이 일어나는 동안 충격 시 운동 에너지를 전달합니다.
이러한 충돌은 스퍼터 박막 증착의 주요 원동력인 가스 이온을 생성합니다.
스퍼터 증착 중 압력은 일반적으로 10-3에서 약 10-2 mbar에 이르는 mTorr 범위입니다.
3. 스퍼터링 공정
스퍼터링 공정 자체에는 대상 코팅 재료에 직류 전류를 가하는 과정이 포함됩니다.
이 물질은 음극 또는 전자가 시스템으로 유입되는 음의 바이어스 지점 역할을 합니다.
코팅할 기판에도 양전하를 부여하여 양극이 됩니다.
DC 전류는 일반적으로 -2 ~ -5kV 범위입니다.
코팅으로 사용될 재료인 스퍼터 타겟은 기판과 평행하게 진공 챔버에 배치됩니다.
운동 에너지가 높은 스퍼터링 입자가 타겟 표면에 부딪히면 타겟의 원자가 "튕겨" 나와 기판 쪽으로 날아갑니다.
이 원자들은 기판 위에 막을 형성합니다.
타겟의 입자는 기판을 균일하고 빠르게 덮습니다.
스퍼터링 입자의 온도가 낮기 때문에 플라스틱과 같이 열에 민감한 기판도 세라믹이나 금속으로 코팅할 수 있습니다.
4. 불활성 가스 제어
기판이 매우 민감한 경우 진공 챔버를 불활성 가스로 어느 정도 채울 수 있습니다.
이를 통해 대상에서 나오는 입자의 운동 에너지를 제어할 수 있습니다.
이러한 입자는 기판에 증착되기 전에 충돌을 겪고 일부 속도를 잃을 수 있습니다.
전반적으로 스퍼터링의 진공 시스템은 제어된 환경을 조성하고 기판에 깨끗하고 균일한 고품질의 박막을 증착하는 데 매우 중요합니다.
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