스퍼터 타겟을 새것으로 교체 한 후 공정을 진행하기 전에 프리컨디셔닝 또는 Break In 과정을 진행 해주어야 한다. 브레이크 인 과정은 제조 공정에서 기계적인 과정을 통해 타겟내에 유입될 수 있는 내부 응력을 감소 시키는 과정 또는 표면에 생성 된 얇은 층의 산화물, 질화물 또는 수소화물 층을 제거하는 것이다. 일반적으로 프리컨디셔닝 또는 브레이크 인 과정은 프리 스퍼터링을 통해서 진행한다. 가능한 낮은 전력 밀도, 통산 20~50W이내의 파워로 수분 동안 반복 진행한다. 그리고, 서서히 파워를 증착에 사용하는 파워로 증가시켜야 한다. 이 과정을 통해 플라즈마가 안정되고, 증착 중에 평형 상태의 환경을 유지 가능하다. 모든 공정이 진행 될 때 이것을 반복할 필요는 없으나, 대상에 과도한 스트레스를 주..

몰리브덴은 전이금속으로 녹는점은 2617도로 매우 높으며, 증기압은 10E-4 Torr 2117도입니다. 이빔으로 증착이 잘 됩니다. 라이너는 그라파이트 라이너를 사용하거나, 라이너 없이 사용하면 크게 문제없이 가능하다. 가능한한 스윕을 넓게 해주는 것이 좋고, 8자 패턴을 사용하면 적당합니다. 몰리브덴 증착에서 가장 문제되는 것은 진공도 상승인데, 충분히 탈가스를 한 후 증착을 시도하는 것이 중요합니다. 평형 증기압은 10E-2 Torr 정도이고, 이때 온도는 2600도 입니다. 일반적으로 평형증기압이 10E-2 Torr 근처인 물질은 빠른속도로 증착이 진행 됩니다. 다만 높은 온도가 필요하기 때문에 써멀 방식으로는 증착이 어렵습니다. 이빔으로는 증착이 잘 됩니다. 라이너는 그라파이트 라이너를 사용하거..

이빔 증착을 하면서 가끔 발생하는 문제중에 하나가 spit 현상입니다. 보통 용접 불꽃이 튀어 올라가는 것처럼 보이는 경우가 많습니다. 특히, 니켈이나 PT 소스를 처음 녹일 때 많이 볼 수 있습니다. 이러한 spit 현상은 소스가 다공성 공극을 포함하거나 산소를 많이 포함하고 있는 경우 발생 할 수 있습니다. 소스가 가열되면서 소스에 붙어있거나 특정 공간에 포함되어 있던 가스들이 순간적으로 방출되는 것입니다. 이러한 현상이 있는 상태에서 박막을 제조하면, 제대로 된 박막을 얻을 수 없습니다. 이것을 방지하기 위해서는 sock 시간을 충분히 주고, 소스를 한 번에 녹이지 않아야 합니다. 그리고, 소스를 제조하면서 고온 고밀도의 방식으로 제조한 것을 사용하는 것이 하나의 방법입니다. 이빔 공정을 하기전에 ..

스퍼터 타겟을 본딩하는데 적당한 물질로는 인듐이 있다. 인듐은 정방정계결정구조를 갖고 있는 물질이다. 평면에서 쌍을 이루거나 미끄러질 수 있다. 이것은 인듐이 Z 또는 수평 방향으로 분리되지 않고 측면으로 이동 할 수 있는 특징이 있음을 의미한다. 이러한 물리적 특성은 두가지 서로 다른 물질을 부착 시켰을 때, 개별 팽창 계수를 기준으로 부착면에서 서로 다른 팽창 및 수축을 할 수 있다는 것을 의미하기도 한다. 이러한 특징은 재료에 높은 응력이나 변형을 유발하지 않기 때문에 부착되어 있는 물질의 파손, 균열, 변형을 방지 할 수 있는 것이다. 스퍼터의 구조상 백플레이트 냉각 면과 증착 타겟의 표면이 플라즈마의 에너지로 인해 스트레스 받는 것을 생각한다면, 이러한 인듐의 특성은 아주 유용한 것이다. 그리고..

스퍼터 시스템에서 ITO 박막 스퍼터링을 하는 중간에 아크가 발생하고, 플라즈마 유지가 안되는 경우가 있다. 아크는 주로 타겟 중앙 부분에 원형으로 회전하면서 발생하는 경우가 많이 관찰 된다. 일반 세라믹 스퍼터링에서는 처음 방전이 되고 나면, 공정 조건 변화가 없이 이런 현상이 발생하지 않는 것이 일반적이다. 그러나, ITO 박막 증착에서는 공정 환경에 변화가 없음에도 타겟 자체의 특성으로 이러한 문제가 발생 할 수 있다. ITO 박막은 보통 In2O3 90, SnO2 10 W% 정도의 함유량을 가지고 있다. 적절한 ITO 박막을 얻기 위해서는 플라즈마 방전에 사용되는 아르곤 가스와 타겟의 특성을 유지하기 위한 적절한 산소분압을 유지해 주어야 한다. 플라즈마 내의 산소 분압은 자유행정거리(mean fr..

스퍼터 방식으로 증착된 구리 박막은 실제 반도체 공정에서 매우 중요한 부분을 차지한다. 스퍼터 방식은 대면적 제조 설비로서의 장점도 있다. 클러스터 챔버나 인라인 방식 등을 이용하여 한번에 쭉 공정을 이어나갈 수 있는 것이다. 이러한 스퍼터 방식의 구리 박막 제조에서 여러가지 문제가 발생 할 수 있지만, 가장 많이 발생하는 것중에 하나가 접착력이다. 접착력을 개선하기 위한 방법으로 여러가지가 적용되는데, 특히 프리 크리닝 방법과 공정 후 어닐링 적용은 효과가 좋은 편이다. 하지만 박막을 증착하면서 가장 중요한 것은 막자체의 접착력을 강화하는 방법이다. ******************************************* 구리 뿐만 아니라 알루미늄 박막에서도 마찬가지인데, 최대한 증착 속도를 빠르..