스퍼터링 타겟 중독 설명?

마그네트론 스퍼터링에서 타겟 중독이란 무엇입니까? 일반적인 영향 요인은 무엇입니까?

첫째, 표적 표면 금속 화합물의 형성.

반응성 스퍼터링을 통해 금속 타겟으로부터 형성된 화합물은 어디에 있습니까? 반응 가스 입자가 타겟 원자와 충돌하여 화합물 원자를 형성하는 화학 반응을 일으키면 보통 발열 반응이며 반응 생성 열에는 전도성이 있어야합니다. 그렇지 않으면 화학 반응이 계속되지 않습니다. 진공 상태에서는 가스 간의 열전도가 불가능하므로 화학 반응은 고체 표면에서 이루어져야합니다. 반응성 스퍼터링 제품은 타겟 표면, 기판 표면 및 다른 구조 표면상에서 수행된다. 기판 표면에 화합물을 생성하는 것이 우리의 목표입니다. 다른 구조 표면에 화합물을 생성하는 것은 자원 낭비입니다. 표적 표면에 화합물을 생성하는 것은 처음에는 화합물 원자의 원천이지만 나중에는 더 많은 화합물 원자를 연속적으로 공급하는 데 장애가됩니다.

 

둘째, 표적 중독의 영향 요인

목표 중독은 주로 반응성 가스와 스퍼터링 가스의 비율에 영향을받습니다. 반응성 스퍼터링 공정에서, 타겟 표면상의 스퍼터링 채널 영역은 반응 생성물에 의해 덮히거나 반응 생성물이 스트리핑되고 금속 표면이 재 - 노출된다. 화합물의 형성 속도가 화합물이 제거되는 속도보다 크면, 화합물 적용 영역이 증가한다. 소정의 전력의 경우에, 화합물의 형성에 관여하는 반응성 가스의 양이 증가하고, 화합물의 형성 속도가 증가한다. 반응 가스량이 과도하게 증가하고 화합물 커버리지 영역이 증가하면, 반응 가스 유동이 적시에 조정될 수없는 경우, 화합물 커버리지 영역의 증가율은 억제되지 않을 것이고, 스퍼터링 채널은 화합물 . 스퍼터링 타겟이 화합물에 완전히 덮일 때, 타겟은 완전히 독살 될 것이다.

 

셋째 : 표적 중독 현상

(1) 양이온 축적 : 타겟이 피독 될 때, 타겟 표면 상에 절연막이 형성된다. 양이온이 음극 목표 표면에 도달 할 때, 그들은 절연 층의 장벽으로 인해 음극 목표 표면에 직접 진입 할 수 없다. 대신, 그들은 목표 표면에 증착되어 아크 방전을 일으키기 쉽습니다 - 콜드 필드에서 아크가 발생하여 캐소드 스퍼터링이 진행될 수 없습니다. (2) 양극 소실 : 표적을 독살하면 바닥의 진공 챔버 벽에 절연막이 증착되어 양극에 도달 한 전자가 양극에 들어 가지 못하여 양극 소멸 현상이 발생한다.

 

넷째 : 표적 중독의 물리적 설명

(1) 일반적으로 금속 화합물의 이차 전자 방출 계수는 금속의 이차 전자 방출 계수보다 높다. 표적 중독 이후, 표적 물질의 표면은 모두 금속 화합물이다. 이온에 의해 포격 된 후 방출 된 2 차 전자의 수가 증가하여 공간의 투자율이 향상되고 플라즈마 저항이 감소하며 스퍼터링 전압이 감소합니다. 스퍼터링 속도가 감소된다. 일반적으로 마그네트론 스퍼터링의 스퍼터링 전압은 400V와 600V 사이입니다. 목표 피독이 발생하면 스퍼터링 전압이 크게 감소합니다. (2) 금속 타겟의 스퍼터링 속도가 화합물 타겟의 스퍼터링 속도와 상이하다. 일반적으로 금속의 스퍼터링 계수는 화합물의 스퍼터링 계수보다 높으므로 목표 피독 후 스퍼터링 속도가 낮습니다. (3) 반응성 스퍼터링 가스의 스퍼터링 효율이 불활성 가스의 스퍼터링 효율보다 낮기 때문에, 반응 가스의 비율이 증가한 후에 통합 된 스퍼터링 속도가 감소한다.

 

다섯째 : 목표 중독의 해결책

(1) 중간 주파수 전력 또는 rf 전력.

(2) 반응 가스의 흡입량을 제어하기 위해 폐쇄 루프 제어가 채택된다.

(3) 쌍둥이 표적 채택

(4) 코팅 모드의 변화 제어 : 타겟 피독의 히스테리시스 효과 곡선을 코팅 전에 수집하여 흡기 흐름을 목표 중독의 전면에서 제어하고, 증착 속도가 급격히 떨어지기 전에 항상 프로세스가 모드에있다 .

타겟 표면에 금속 원자를 스퍼터링하는 것은 상대적으로 쉽습니다. 일반적으로 무선 주파수 스퍼터링이 필요합니다.

이온 폭격은 표적 표면의 금속 원자를 매우 활발하게 만듭니다. 이 때, 타겟 표면은 화합물을 형성하기 위해 스퍼터링과 반응 둘 모두를 받고있다. 스퍼터링 속도가 화합물 발생 속도보다 크면, 타겟은 금속 스퍼터 상태에있게된다. 반대로, 반응 가스 압력이 증가하거나 금속 스퍼터링 속도가 감소하면, 타겟은 스퍼터링 속도를 초과하는 화합물 형성 속도를 갑자기 가질 수 있고 스퍼터링을 정지시킬 수있다.

목표 중독을 줄이기 위해 기술자는 종종 다음과 같은 방법을 사용합니다. (1) 반응성 가스 및 스퍼터링 가스를 각각 기판 및 타겟 근처로 보내서 압력 구배를 형성합니다. (2) 배출 속도를 증가시킨다. (3) 기체 펄스 도입; (4) 플라즈마 모니터링 등

 

목표 중독은 중화되지 않는 스퍼터링 과정에서 타겟 표면에 양이온이 축적되어 발생합니다. 그 결과, 타겟 표면의 음의 바이어스 압력이 점차적으로 감소한다. 마지막으로, 목표 중독은 단순히 작동을 멈추게됩니다.

 

타겟 포이즈 닝의 주된 원인은 매질의 합성 속도가 스퍼터링 수율 (산화 반응 가스가 너무 많이 주입 됨)보다 커서 도체 타겟의 도전 능력이 손실된다는 것입니다. 항복 전압이 개선 될 때만 목표물이 빛날 수 있고, 전압이 너무 높으며 아크 방전이 쉽게 발생합니다. 현상 : 목표 전압은 오랜 시간 동안 정상에 도달 할 수 없으며 항상 아크 방전과 함께 저전압에서 작동합니다. 표적의 표면은 백색의 부착물 또는 심하게 핀 모양의 회색 방전 흔적을 나타낸다. 목표 중독을 제거하려면 DC 전원 공급 장치 대신 중간 주파수 전원 공급 장치 또는 rf 전원 공급 장치를 사용해야합니다. 반응성 가스의 흡입량을 줄이고, 스퍼터링 파워를 높이고, 대상 물질의 오염물 (특히 오일 오염)을 제거하고, 좋은 진공 성능을 가진 먼지 및 아크 소화 커버를 선택하면 효과적으로 타겟 피독을 방지 할 수 있습니다. 대상물 내부의 냉각수에 담긴 자석은 얼룩이 있습니다. 자기장 강도가 충분하고 냉각 효과가 좋으면 대상 물질에 거의 영향을 미치지 않습니다.

 

Besmirch 효과가 크지 않다 ~ 파업 화재는 단열 장소가 원인이며, 그것은 일반적으로 지역의 독 또는 먼지입니다. 목표 피독은 저출력 밀도에 기인하며 초과 반응성 가스에 비해 상대적으로 시간이지나면서 증발 (또는 분무) 될 수 없으므로 목표 표면이 잔류하여 전기 전도도가 감소하여 독성 상태가됩니다. 빛은 빛을 낼 수 없으며 무거운 스크랩 파워가 있습니다.

https://ko.iksvacuum.com/info/what-is-target-poisoning-in-magnetron-sputteri-30126699.html

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