진공 증착 도금 성능에 영향을 미치는 요인

1. 증발 속도는 증착 코팅의 특성에 영향을 미칩니다.

증착 속도는 증착된 박막에 큰 영향을 미칩니다. 증착 속도가 낮으면 코팅 구조가 느슨해지고 큰 입자가 증착되기 쉬우므로, 코팅 구조의 치밀성을 확보하기 위해서는 증착 속도를 높이는 것이 좋습니다. 진공 챔버 내 잔류 가스 압력이 일정할 때, 기판에 대한 충격 속도도 일정합니다. 따라서 증착 속도를 높이면 증착된 박막에 포함된 잔류 가스가 감소하고, 잔류 가스 분자와 증착된 박막 입자 간의 화학 반응이 줄어듭니다. 결과적으로 증착된 박막의 순도를 향상시킬 수 있습니다. 다만, 증착 속도가 너무 빠르면 박막 내부 응력이 증가하고, 박막 결함이 늘어나며, 심지어 박막이 파열될 수도 있다는 점에 유의해야 합니다. 특히 반응성 증착 도금 공정에서는 반응 가스가 증착된 박막 재료 입자와 충분히 반응하도록 하기 위해 증착 속도를 낮추는 것이 좋습니다. 물론, 사용되는 재료에 따라 적절한 증착 속도가 달라집니다. 실제 사례를 들어 반사막 증착을 생각해 보겠습니다. 막 두께가 600×10⁻⁸cm이고 증착 시간이 3초일 때 반사율은 93%입니다. 하지만 동일한 두께 조건에서 증착 속도를 늦추면 막 증착에 10분이 소요됩니다. 이때 막 두께는 동일하지만 반사율은 68%로 떨어집니다.

2. 기판 온도는 증착 코팅에 영향을 미칩니다.

기판 온도는 증착 코팅에 큰 영향을 미칩니다. 기판 온도가 높을수록 기판 표면에 흡착된 잔류 기체 분자, 특히 수증기 분자의 제거가 용이해집니다. 또한, 온도가 높을수록 물리적 흡착에서 화학적 흡착으로의 전환이 촉진되어 입자 간 결합력이 증가할 뿐만 아니라, 기체 분자의 재결정 온도와 기판 온도의 차이를 줄여 필름 계면의 내부 응력을 감소시키거나 제거할 수 있습니다. 더불어, 기판 온도는 필름의 결정 상태와 관련이 있기 때문에, 낮은 기판 온도 또는 가열이 없는 조건에서는 비정질 또는 미세 결정질 코팅이 형성되기 쉽습니다. 반대로 온도가 높을 때는 결정질 코팅이 형성되기 쉽습니다. 기판 온도를 높이면 코팅의 기계적 특성도 향상됩니다. 물론, 코팅의 증발을 방지하기 위해 기판 온도가 너무 높아서는 안 됩니다.

3. 진공 챔버 내 잔류 가스 압력은 필름 특성에 영향을 미칩니다.

진공 챔버 내 잔류 가스 압력은 멤브레인의 성능에 큰 영향을 미칩니다. 압력이 너무 높은 잔류 가스 분자는 증발하는 입자와 쉽게 충돌하여 기판 위의 입자 운동 에너지를 감소시키고 필름의 접착력을 저하시킬 뿐만 아니라, 필름의 순도를 심각하게 떨어뜨리고 코팅 성능을 저하시킵니다.

4. 증발 온도 변화가 증발 코팅에 미치는 영향

증발 온도가 막 성능에 미치는 영향은 온도에 따른 증발 속도의 변화로 나타납니다. 증발 온도가 높으면 기화열이 감소합니다. 막 소재를 증발 온도 이상에서 증발시키면, 미미한 온도 변화에도 막 소재의 증발 속도가 급격하게 변할 수 있습니다. 따라서 증착 과정에서 증발원을 가열할 때 큰 온도 구배가 발생하지 않도록 증발 온도를 정확하게 제어하는 ​​것이 매우 중요합니다. 승화성이 높은 막 소재의 경우, 증발 가열에 사용되는 소재 자체를 선택하는 것 등도 매우 중요합니다.

5. 기판 및 코팅 챔버의 세척 상태는 코팅 성능에 영향을 미칩니다.

기판과 코팅 챔버의 청결도가 코팅 성능에 미치는 영향은 무시할 수 없습니다. 청결도가 낮으면 증착된 박막의 순도가 크게 떨어질 뿐만 아니라 박막의 접착력도 저하됩니다. 따라서 기판 세척, 진공 코팅 챔버 및 관련 부품(기판 프레임 등)의 세척 처리, 그리고 표면 탈기는 진공 코팅 공정에서 필수적인 과정입니다.