박막 특성에 대한 스퍼터링 압력의 영향은 매우 중요합니다.
이는 증착 공정, 박막 특성 및 스퍼터링 공정의 전반적인 효율에 영향을 미칩니다.
스퍼터링은 열 또는 전자빔 증착에 비해 더 높은 압력이 필요합니다.
이는 타겟 충격을 위한 이온 생성을 촉진하기 위한 공정 가스가 필요하기 때문입니다.
이 높은 압력은 입자의 평균 자유 경로, 증착 각도 및 에너지, 공정 가스의 필름 내 통합에 영향을 미칩니다.
이러한 요인으로 인해 미세 구조적 결함이 발생할 수 있습니다.
스퍼터링 압력에 대해 알아야 할 4가지 핵심 요소
1. 압력 및 평균 자유 경로
스퍼터링에서 압력은 일반적으로 열 또는 전자빔 증착과 같은 시스템보다 입자의 평균 자유 경로가 훨씬 짧은 수준에서 유지됩니다.
스퍼터링에서 약 10^-3 토르의 압력에서 평균 자유 경로는 약 5센티미터에 불과합니다.
이는 진공 기반 증착 시스템에서 10^-8 Torr에서 관찰되는 100미터보다 훨씬 짧습니다.
이 짧은 평균 자유 경로는 스퍼터링된 입자가 기판에 도달하기 전에 여러 번의 충돌을 초래합니다.
이는 최종 증착 각도와 에너지에 영향을 미칩니다.
2. 증착 각도 및 에너지
공정 가스의 고밀도와 그로 인한 충돌로 인해 스퍼터링된 원자는 다양한 각도로 기판에 도달합니다.
표면에 정상적으로 도달하는 것이 아닙니다.
이러한 비정상적인 발생은 더 나은 측벽 커버리지로 이어질 수 있습니다.
따라서 스퍼터링은 컨포멀 코팅에는 유리하지만 리프트오프 공정에는 적합하지 않습니다.
증착된 원자의 에너지도 가스 압력과 목표 전압의 영향을 받습니다.
이는 증착 중 기판 가열에 기여합니다.
3. 공정 가스 및 미세 구조 결함의 통합
기판 근처에 공정 가스가 풍부하게 존재하면 성장하는 필름에 가스가 흡수될 수 있습니다.
이는 잠재적으로 미세 구조적 결함을 일으킬 수 있습니다.
이 효과는 특히 반응성 스퍼터링과 관련이 있습니다.
여기서 반응성 가스에 의한 타겟 표면의 '중독'을 방지하려면 압력 관리가 매우 중요합니다.
이는 필름 성장을 방해하고 결함을 증가시킬 수 있습니다.
4. 필름 특성 조정
스퍼터링 시스템의 압력을 조절하여 박막 응력과 화학성을 조정할 수 있습니다.
플라즈마 출력 및 압력 설정을 조작하고 증착 중에 반응성 가스를 도입하여 특정 요구 사항을 충족하도록 박막의 특성을 조정할 수 있습니다.
요약하면, 스퍼터링 시스템의 압력은 박막 증착의 효율과 품질을 결정하는 데 중요한 역할을 합니다.
이는 입자의 평균 자유 경로, 증착 각도 및 에너지, 필름에 공정 가스의 통합, 필름 특성 조정 능력에 영향을 미칩니다.
원하는 필름 특성을 달성하고 스퍼터링 공정을 최적화하려면 스퍼터링 압력을 적절히 관리하는 것이 필수적입니다.
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