이온빔 스퍼터링 코팅 및 이온빔 에칭

1. 이온빔 스퍼터링 코팅

이온 빔을 재료 표면에 조사하면, 이온의 에너지는 재료의 결정 격자 내부로 들어가지 않고 표적 원자에 전달되어 원자들이 재료 표면에서 떨어져 나가면서 박막을 형성하게 됩니다. 이온 빔 스퍼터링으로 인해 떨어져 나간 박막층의 원자들은 매우 높은 에너지를 가지며, 고진공 상태에서 이온 빔을 조사하면 박막층의 순도가 높아져 고품질 박막을 증착할 수 있습니다. 또한 이온 빔으로 증착된 박막층의 안정성이 향상되어 박막층의 광학적 및 기계적 특성을 개선할 수 있습니다. 이온 빔 스퍼터링은 새로운 박막 재료를 형성하는 데 사용됩니다.

2. 이온빔 에칭

이온빔 에칭은 중간 에너지의 이온빔을 재료 표면에 조사하여 스퍼터링 및 에칭 효과를 발생시키는 공정으로, 반도체 소자, 광전자 소자 및 기타 그래픽 코어 기술 생산 분야에 사용됩니다. 반도체 집적 회로 칩 제조 기술은 직경 Φ12인치(Φ304.8mm)의 단결정 실리콘 웨이퍼에 수백만 개의 트랜지스터를 제작하는 것을 포함합니다. 각 트랜지스터는 활성층, 절연층, 절연막, 전도층 등 서로 다른 기능을 가진 여러 층의 박막으로 구성됩니다. 각 기능층은 고유한 패턴을 가지고 있으므로, 각 층의 박막을 도금한 후에는 이온빔을 이용하여 불필요한 부분을 에칭하고 유용한 부분만 남겨야 합니다. 현재 칩의 배선 폭은 7mm에 달하며, 이러한 미세한 패턴을 구현하기 위해서는 이온빔 에칭이 필수적입니다. 이온빔 에칭은 초기에 사용되었던 습식 에칭 방식에 비해 에칭 정밀도가 높은 건식 에칭 방식입니다.

이온빔 에칭 기술은 비활성 이온빔 에칭과 활성 이온빔 에칭 두 가지 종류가 있습니다. 전자는 아르곤 이온빔 에칭으로 물리적 반응에 속하며, 후자는 불소 이온빔 스퍼터링을 이용합니다. 불소 이온빔은 높은 에너지를 제공하여 불순물을 생성하는 역할을 할 뿐만 아니라, SiO2 에칭에도 사용될 수 있습니다.₂,시₃N4, GaAs, W 등의 박막은 화학 반응을 일으키는데, 이는 이온빔 에칭 기술의 물리적 반응 과정과 화학적 반응 과정이 모두 작용하는 것으로, 에칭 속도가 빠릅니다. 반응 에칭에 사용되는 부식성 가스는 CF입니다.₄,기음₂F₆、CCl4、BCl₃SiF에 대한 생성된 반응물 등₄SiCl₄GCl₃;、그리고 WF₆ 부식성 가스가 제거됩니다. 이온 빔 에칭 기술은 첨단 제품 생산의 핵심 기술입니다.

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