스퍼터링과 증발의 차이점은 무엇입니까?

PVD(Physical Vapor Deposition)의 여러 방법이 존재하지만 플라즈마 스퍼터링과 전자빔 증발이 가장 일반적인 두 가지 방법입니다. 스퍼터링과 증발의 차이를 알면 PVD 응용 분야에 더 적합한 옵션을 결정하는 데 도움이 될 수 있습니다.

스퍼터링에서 활성 이온은 타겟과 충돌하여 타겟 물질에서 원자를 분리하거나 스퍼터링합니다. 또는 증발은 소스 물질을 증발 온도 이상으로 가열하는 것과 관련됩니다.

간단하게 들릴지 모르지만 이러한 PVD 방법에는 훨씬 더 많은 것이 있습니다. 이 게시물에서는 두 가지 방법을 비교하여 설명하고 장단점을 강조합니다.

스퍼터링 설명

스퍼터링은 스퍼터링된 원자를 사용하여 박막을 생성할 수 있는 PVD 프로세스입니다. 스퍼터 시스템은 이온 빔 및 마그네트론 스퍼터링을 포함하여 다양한 유형으로 제공됩니다.

이온빔 스퍼터링은 기판에 재료를 스퍼터링하기 위해 타겟에 이온-전자빔을 집중시키는 것을 포함합니다.

공정은 불활성, 비반응성 가스 원자로 채워진 진공 챔버 내부에 코팅이 필요한 표면을 배치하는 것으로 시작됩니다.

그런 다음 소스 재료는 음전하를 받아 이를 음극으로 변환하고 자유 전자가 흐르게 합니다. 그런 다음 자유 전자는 음전하를 띤 가스 원자를 둘러싼 전자와 충돌합니다.

결과적으로 가스 전자가 방출되어 가스 원자를 양전하를 띤 고에너지 이온으로 변환합니다. 그런 다음 소스 물질은 이러한 이온을 끌어당기고, 이러한 이온은 매우 빠른 속도로 충돌하여 원자 크기의 입자를 분리합니다.

스퍼터링된 입자는 최종적으로 챔버를 가로질러 기판에 도달하여 방출된 타겟 이온의 막을 생성합니다.

이온은 동일한 방향성과 에너지를 가지므로 이 프로세스는 높은 필름 밀도와 품질을 달성하는 데 도움이 됩니다.

한편, 마그네트론 스퍼터링은 자기적으로 제한된 플라즈마로부터 양으로 하전된 이온이 음으로 하전된 소스 물질과 충돌하는 플라즈마 기반 코팅 방법입니다. 충돌은 재료에서 원자를 방출하여 기판에 증착합니다.

닫힌 자기장에서 발생하는 프로세스로 전자를 더 잘 포획하여 효율성을 높입니다. 그렇게 함으로써 이 방법은 우수한 필름 품질을 생성하는 데 도움이 되며 PVD 방법 중 최고의 확장성을 제공합니다.

열 증발 설명

스퍼터링과 증발의 주요 차이점은 코팅 필름을 생성하는 방법입니다.

이 PVD 방법에 대한 자세한 내용은 Korvus Technology의 자세한 열 증발 문서를 참조하십시오 .

열 증발은 열에 의존하여 고체 소스 물질을 증발 또는 승화시킵니다. 그러나 스퍼터링과 유사하게 열 증발은 다양한 형태, 즉 저항성 열 증발 및 전자빔 증발로 제공됩니다.

저항성 열 증발을 사용하면 열 에너지가 저항성 열원에서 검색되어 진공 챔버의 고체 소스 재료에 적용됩니다. 열은 재료를 증발시키고 고압 증기를 생성하여 기판에 응축되어 박막을 형성합니다.

진공 챔버가 생성하는 환경으로 인해 저압 증기도 기판 표면에 달라붙을 수 있는 증발된 입자의 증기 구름을 생성할 수 있습니다.

이 증발 방법은 더 두꺼운 코팅을 생성하고 빠른 플래시 증발을 허용하며 전기 접촉을 사용하는 산업 응용 분야에 적합합니다.

전자빔 증발은 전자빔을 사용하여 수냉식 도가니 또는 구리 난로의 원료 물질에 많은 양의 에너지를 집중시킵니다.

전자빔은 용융 온도가 높은 재료를 증발시키는 매우 높은 온도를 생성합니다. 그런 다음 이 증기는 기판에 침전되어 증발된 물질의 필름을 형성합니다.

스퍼터링 및 증발의 장단점

스퍼터링의 장점

선택한 스퍼터링 유형에 따라 여러 가지 이점을 누릴 수 있습니다. 예를 들어, 마그네트론 스퍼터링이 제공하는 이점은 다음과 같습니다.

• 더 나은 수율 달성에 도움이 되는 균일성
• 낮은 불순물 수준
• 중간에서 높은 응력으로 인상적인 필름 밀도
• 자동화가 가능한 최고의 확장성
• 처리량이 많은 응용 분야에 이상적인 높은 증착 속도

또는 이온빔 스퍼터링을 사용하면 다음과 같은 이점을 누릴 수 있습니다.

• 우수한 균일성; 모든 PVD 공정 중 최고
• 모든 PVD 공정 중 가장 낮은 불순물 수준
• 모든 PVD 공정보다 높은 최고 품질의 필름
• 우수하고 고도로 제어된 방향성
• 저온 응용 분야에 이상적
• 다른 PVD 프로세스보다 낮은 산란 및 흡수

스퍼터링의 단점

예, 이온 빔 스퍼터링은 가장 조밀하고 고품질의 필름을 생성하며 마그네트론 스퍼터링은 최고의 확장성을 제공합니다. 그러나 이러한 물리적 기상 증착 방법에는 몇 가지 단점이 있습니다.

예를 들어, 마그네트론 스퍼터링에서 경험할 수 있는 단점은 다음과 같습니다.

• 낮은 방향성
• 높은 비용
• 높은 시스템 복잡성
• 유전체의 열악한 증착 속도
• 기판 가열, 특히 에너지가 높은 대상 물질을 다룰 때

이온 빔 스퍼터링에는 다음과 같은 몇 가지 단점도 있습니다.

• 높은 스트레스
• 낮은 확장성으로 처리량 감소
• 낮은 증착률
• 매우 복잡하고 비용이 많이 드는
• 가장 느린 증착 방법

증발의 장점

증착의 경우 e-빔과 저항성 열 증착 모두 뚜렷한 장점과 단점이 있습니다.

예를 들어 전자빔 증발은 다음과 같은 이점을 제공합니다.

• 낮은 불순물 수준
• 좋은 방향성
• 높은 증착률
• 높은 처리량
• 마스크 및 유성 사용시 우수한 균일성
• 이온 보조 소스 호환성

저항성 열 증착을 선택하면 다음과 같은 이점을 누릴 수 있습니다.

• 높은 증착률
• 간단
• 좋은 방향성
• 경제성
• 우수한 균일성

이 방법은 또한 녹는점이 낮은 재료에 이상적이며 비금속 및 금속과 함께 사용할 수 있으며 전기 접점을 사용하는 응용 분야에 적합합니다.

증발의 단점

저항성 열 증착의 단점은 다음과 같습니다.

• 최고 불순물 수준
• 제한된 확장성
• 저밀도 필름 품질
• 적당한 필름 스트레스
• 마스크와 행성이 없는 불량한 균일성

전자빔 증발을 사용하면 다음과 싸워야 합니다.

• 중간 정도의 시스템 복잡성
• 적당한 스트레스 저항
• 감소된 증착 속도 및 활용도에서 제한된 확장성
• 적당한 비용

결론 – 어떤 것을 사용해야 합니까?

스퍼터링은 더 나은 균일성과 필름 품질을 생성하지만 비용이 더 많이 들고 복잡합니다. 또는 증발은 높은 처리량과 대량 생산이 필요한 상황에 이상적이지만 확장성이 제한적입니다.

사용할 방법을 결정할 때 수율, 비용, 필름 품질 및 처리량의 적절한 균형을 제공하는 옵션을 선택하십시오. 또한 방법의 산업적 적용과 선호도를 고려해야 합니다.

결정에 도움이 필요하십니까? Korvus 기술에 문의하십시오.

스퍼터링과 증발의 차이점과 HEX 시스템이 어떻게 도움이 될 수 있는지에 대해 이야기하게 되어 기쁩니다.