마그네트론 스퍼터링 TiN 필름 공정에는 여러 단계가 포함되며 각 단계에는 정밀한 제어와 작동이 필요합니다. 자세한 프로세스 흐름은 다음과 같습니다.
1. 기판 준비
청소:
초음파 세척: 기판은 일반적으로 기름, 먼지 및 기타 불순물과 같은 표면 오염 물질을 제거하기 위해 초음파 세척을 거칩니다. 에탄올, 아세톤 또는 기타 적합한 용매와 같은 세척 용매를 사용할 수 있습니다.
탈이온수 헹굼: 세척 후에는 기판을 탈이온수로 헹구어 잔류 세척액을 제거합니다.
건조: 기판은 베이킹이나 질소 가스를 사용하여 건조되어 표면에 수분이 남지 않도록 합니다.
표면 처리:
세련: 높은 수준의 평활도가 요구되는 기판의 경우 기계적 또는 화학적 연마가 수행될 수 있습니다.
활성화 처리: 필요한 경우 플라즈마 세척을 사용하여 기판 표면을 활성화할 수 있습니다.
2. 기판 로딩
인쇄물 로드:
세척된 기판은 코팅 장비의 기판 홀더에 로드됩니다. 균일한 코팅을 위해서는 기판이 단단히 고정되고 고르게 분포되어 있는지 확인하는 것이 중요합니다.
3. 진공 챔버 대피
1차 진공:
진공 펌프(예: 기계식 펌프)가 시작되어 진공 챔버를 기본 진공 상태(일반적으로 약 10^-2 Torr)로 비웁니다.
고진공:
그런 다음 고진공 펌프(예: 분자 펌프 또는 터보분자 펌프)가 활성화되어 챔버를 고진공 상태(일반적으로 10^-5 ~ 10^-7 Torr 범위)로 추가로 비웁니다.
4. 가스 도입 및 스퍼터링 청소
스퍼터링 가스 도입:
불활성 가스(아르곤, Ar 등)가 일반적으로 1~10mTorr 범위의 작동 압력으로 진공 챔버에 도입됩니다.
기판 스퍼터링 청소:
기판에 음의 바이어스가 적용되어 기판 표면을 스퍼터링하여 산화층과 잔류 오염 물질을 제거합니다.
5. TiN 필름의 마그네트론 스퍼터링
반응성 가스 도입:
아르곤 가스를 기본으로 반응가스로 질소가스(N2)가 도입된다. 가스의 유량 비율은 원하는 화학량론을 달성하도록 제어됩니다.
스퍼터링 전원 시작:
마그네트론 스퍼터링 전원 공급 장치가 활성화되어 DC 또는 RF 전력을 Ti 타겟에 적용하여 플라즈마를 생성합니다.
TiN의 스퍼터 증착:
티타늄 원자는 아르곤 이온에 의해 타겟 표면에서 스퍼터링되어 질소 가스와 반응하여 기판 표면에 TiN 막을 형성합니다. 스퍼터링 전력, 가스 흐름 및 기판 온도를 조정하여 증착 속도와 필름 품질을 제어합니다.
6. 증착 후 처리
냉각:
증착이 완료되면 스퍼터링 전원과 가스 흐름이 꺼지고 기판이 진공 상태에서 실온까지 냉각됩니다.
7. 기판 언로드
대기압으로 돌아가기:
불활성 가스(예: 질소)를 천천히 도입하여 챔버를 대기압으로 되돌립니다.
기판 언로드:
챔버가 열리고 코팅된 기판이 제거됩니다.
8. 품질검사
필름 두께 측정:
필름 두께는 두께 게이지 또는 기타 측정 장비를 사용하여 측정됩니다.
접착력 테스트:
필름의 접착력은 스크래치 테스트와 같은 방법을 사용하여 테스트됩니다.
표면 형태 및 구성 분석:
필름의 표면 형태와 구성은 현미경, X선 광전자 분광법(XPS) 또는 기타 분석 장비를 사용하여 분석됩니다.
이러한 단계를 따르면 고품질 TiN 필름이 기판 표면에 성공적으로 증착될 수 있습니다. 각 단계의 정밀한 제어와 최적화는 필름의 품질과 성능을 보장하는 데 매우 중요합니다.
