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Coater의 원리

Sputter란・원리

물질에 막을 붙이는 방법으로 도금등과는 다르게 약품을 사용하지 않고 진공 내에서 실행합니다.(반도체 제조에서는 Wet Process에 대조하여 Dry Process라고 한다.)

원리
  • 막을 붙일 시료와 막의 원료(Target)를 근접시킨다.
  • 전체를 진공 상태로 하여 시료와 Target의 사이에 전압을 건다.
  • 전자나 Ion이 고속이동하여, Ion이 Target에 충돌한다. 고속이동한 전자나 Ion은 기체 분자에 충돌해 분자의 전자를 튕겨내 다시 Ion화 시킨다.
  • Target에 충돌한 Ion은 Target의 입자를 튕겨낸다.(Sputtering 현상)
  • 튕겨나간 원료의 입자가 시료에 충돌, 부착되여 막이 형성된다
진공 증착이란・원리

진공중에서 물질에 막을 입히는 방법으로, Sputter보다 전에 실용화 된 성막 기술입니다. Sputter보다 간소하고 알기 쉬운 원리 입니다.

원리
  • 막을 입히는 시료와 막의 원료를 용기 안에 넣는다.(Sputter와 다르게 거리를 둔다.)
  • 전체를 진공상태로 하여 원료를 가열하여 녹인다.(증발시킨다.)
  • 원료가 기체 분자가 되어 시료에 충돌, 부착해 막이 형성된다.

가열 용해의 방법에 의해 저항가열식, 전자 Beam식, 고주파 유도식, Laser식 등이 있다.
원료 분자가 시료에 도달하기 전에 잔류 기체 분자에 충돌하지 않기 때문에, 또한 기체 분자 자체가 시료에 충돌하지 않아 Sputter(수 Pa )보다 높은 진공도(10-3～10-4 Pa )가 필요.

진공 증착의 특징

방식에 따라 다르지만 일반적으로 하기와 같은 특징이 있습니다.

  • 성막 속도가 빠름(Sputter보다 수배 빠름)
  • 분자의 Energy가 작아서 부착력이 약함(Ion으로 가속하는 장치도 있음)
  • 장치의 구조가 간단
  • 일반적으로 고융점의 원료에는 맞지 않음(저항가열식)
  • 원료 증발원이 점임인 경우가 많아 큰 면적에는 맞지 않음
  • Shutter등으로 막 두께 제어가 용이
  • 고진공에서 순도 높은 성막이 가능
  • 감과(증발원)에서 불순물이 혼입되는 경우가 있음(전자 Beam 증착에서는 적음)
  • 증발할 때에 구성이 변화하는 경우가 있음
  • Sputter 같이 플라즈마에 의한 시료의 손상이 없음