마그네트론 스퍼터링 코팅의 특성
(3) 저에너지 스퍼터링. 타겟에 인가되는 낮은 음극 전압으로 인해 플라즈마는 음극 근처 공간의 자기장에 의해 구속되어 고에너지 하전 입자가 기판 측면으로 충돌하는 것을 억제합니다. 따라서 하전 입자 충돌로 인한 반도체 소자 등의 기판 손상 정도가 다른 스퍼터링 방법에 비해 낮습니다.
(4) 낮은 기판 온도. 마그네트론 스퍼터링의 스퍼터링 속도가 높은 이유는 음극 타겟이 자기장 내 영역, 즉 타겟 방전 런웨이 내의 작은 국부 영역에서 전자 농도가 높기 때문입니다. 반면 자기장 외부 영역, 특히 기판 표면 근처의 자기장에서 멀리 떨어진 영역에서는 전자 농도가 분산되어 훨씬 낮아지며, 심지어 다이폴 스퍼터링보다 낮을 수도 있습니다(두 작동 가스 압력의 차이가 한 자릿수 정도 크기 때문). 따라서 마그네트론 스퍼터링 조건에서는 기판 표면에 충돌하는 전자 농도가 일반 다이오드 스퍼터링보다 훨씬 낮고, 기판에 입사하는 전자 수가 감소하여 기판 온도의 과도한 상승을 방지할 수 있습니다. 또한, 마그네트론 스퍼터링 방식에서는 마그네트론 스퍼터링 장치의 양극을 음극 부근에 위치시킬 수 있고, 기판 홀더를 접지하지 않고 현가 전위 상태로 둘 수 있으므로, 전자가 접지된 기판 홀더를 통과하여 양극으로 흐르는 것을 방지할 수 있습니다. 따라서 도금된 기판에 충돌하는 고에너지 전자의 수가 감소하고, 전자에 의한 기판 발열 증가를 줄이며, 기판에 대한 2차 전자 충돌로 인한 발열을 크게 감쇠시킬 수 있습니다.
(5) 타겟의 불균일한 에칭. 기존 마그네트론 스퍼터링 타겟에서는 불균일한 자기장을 사용하기 때문에 플라즈마가 국부적으로 수렴하는 효과가 발생하여 타겟의 특정 부위에서 스퍼터링 에칭 속도가 크게 나타나 결과적으로 타겟의 에칭이 상당히 불균일해집니다. 타겟의 활용률은 일반적으로 약 30%에 불과합니다. 타겟 재료의 활용률을 향상시키기 위해서는 타겟 자기장의 형상 및 분포를 개선하여 타겟 음극 내부 자석의 움직임을 유도하는 등 다양한 개선 방안을 적용할 수 있습니다.
자기 재료 타겟의 스퍼터링 공정에는 어려움이 있습니다. 스퍼터링 타겟이 높은 자기 투과율을 가진 재료로 만들어지면 자기력선이 타겟 내부를 직접 통과하여 자기 단락 현상이 발생하므로 마그네트론 방전이 어려워집니다. 공간 자기장을 생성하기 위해 다양한 연구가 진행되어 왔습니다. 예를 들어, 타겟 재료 내부의 자기장을 포화시키거나, 타겟에 많은 틈을 남겨 누설 자기장을 더 많이 발생시켜 타겟 온도를 높이거나, 타겟 재료의 자기 투과율을 낮추는 방법 등이 있습니다.
이 기사는 다음에서 발표했습니다.진공 코팅기 제조업체광둥진화
게시 시간: 2023년 12월 1일