스퍼터링(sputtering)

소개

스퍼터링에 관한 전체적인 내용을 다루었습니다.

목차

1. 스퍼터링의 목적과 이론
1) 스퍼터링(sputtering)이란?
2) 스퍼터링 박막형성
3) Glow discharge
4) Interactions on the target surface
5) Sputtering yield
6) Target consideration
7) Process parameter effect

2. 스퍼터링의 종류
1) 직류 2극 스퍼터링
2) 3극 스퍼터링
3) RF 스퍼터링
4) 반응성 스퍼터링
5) 마그네트론(magnetron) 스퍼터링
6) Bias Sputtering

3. 스퍼터링 장치의 응용

본문내용

1. 스퍼터링의 목적과 이론
반도체, LCD,유기EL등의 평판 디스플레이, CD,HD,MD등의 각종 기록매체, 박막 태양전지, 휴대폰등의 전자파 차폐, 정밀 optic lens, 장식 내마모 내식성 기능막, 자외선 방지 필름 coating 등의 제작공정에 없어서는 안 될 공정이 바로 스퍼터링이다.

1) 스퍼터링(sputtering)이란?

Sputtering은 실로 많은 부분에 사용되어지는 없어서는 안 될 기술이라고 할 수 있다. 스퍼터링이란 간단히 말해 금속판에 아르곤 등의 불활성 원소를 부딪쳐서 금속 분자를 쫓아낸 후 표면에 막을 부착하는 기술이라 할 수 있다. 진공이 유지된 Chamber내에서 스퍼터링 기체로 불활성 물질인 아르곤(Ar)가스를 흘려주면서 Target에 직류 전원을 인가하면(㎠당 1W정도), 증착하고자 하는 기판과 Target 사이에 Plasma가 발생한다. 이러한 Plasma내에는 고출력 직류전류계에 의해 Ar가스 기체가 양이온으로 이온화 된다. Ar양이온은 직류전류계에 의해서 음극으로 가속되어 Target표면에 충돌하게 된다. 이렇게 충돌시킨 target 물질은 원자가 완전 탄성 충돌에 의해 운동량을 교환하여 표면에서 밖으로 튀어나오게 된다. 이처럼 ion이 물질의 원자간 결합에너지 보다 큰 운동에너지로 충돌할 경우 이 ion 충격에 의해 물질의 격자 간 원자가 다른 위치로 밀리게 되는데 이때 원자의 표면 탈출이 발생하게 된다. 이러한 현상을 물리학에서는 “sputtering”이라고 말한다.

2) 스퍼터링 박막형성

박막 증착에서 sputtering이라 하면 target 원자의 방출과 그 원자의 substrate에의 부착이라는 2가지 과정을 포함하는 개념으로 볼 수 있습니다.
Sputtering process의 가장 우수한 특성은 증착된 물질의 기상으로의 이동이 chemical, thermal process이 아니라 physical momentum exchange process이므로 거의 모든 물질을 target으로 쓸 수 있다는 점이 장점입니다.

이러한 Sputtering 현상을 이용하여 wafer 표면에 금속막, 절연막 등을 형성하게됩니다.

박막증착은 특히 반도체산업에서 핵심적인 분야인데 그동안 이온 빔(ion-beam), 전자 빔(electron-beam) 또는 RF(Radio-Frequency) 스퍼터링(sputtering) 등을 이용해 왔으나 최근에는 엑시머 레이저를 이용하는 방법의 개발도 이루어지고 있다고 합니다.

참고자료

· 없음