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연속공정으로 해서 Target 소모량에 따른 증착막 수율 구하는 법

DC 마그네트론 Sputter에서 연속 공정을 하여 Target 소모량에 대해 증착 되는 막 수율을 구하고자 합니다 구하는 별다른 공식과 프로그램이 있는지 궁금합니다 예를 들어 500*1000 Al Target를 사용하여 100*100 기판에 200nm 두께를 가진 Al 박막을 몇장 할 수 있는 가 물론 연속 공정으로 입니다 기판 회전 속도도 중요하겠죠? 혹시 이런 부분을 잘 아시는 고수분은 꼭 답변 주시길 바랍니다 추가적으로 공정 조건이 필요 하겠죠?^^.
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    이재활님의 답변

    >DC 마그네트론 Sputter에서 연속 공정을 하여 > >Target 소모량에 대해 증착 되는 막 수율을 구하고자 합니다 > >구하는 별다른 공식과 프로그램이 있는지 궁금합니다 > >예를 들어 500*1000 Al Target를 사용하여 100*100 기판에 200nm 두께를 가진 > >Al 박막을 몇장 할 수 있는 가 물론 연속 공정으로 입니다 기판 회전 속도도 > >중요하겠죠? > >혹시 이런 부분을 잘 아시는 고수분은 꼭 답변 주시길 바랍니다 > >추가적으로 공정 조건이 필요 하겠죠?^^. > > 이것이 맞는 답인지는 모르겠습니다만, Sputtering Rate에 관한 것도 필요할 것 같아서 주소하나 첨부합니다... http://www.glow-discharge.com/sputtering_rate.htm
    >DC 마그네트론 Sputter에서 연속 공정을 하여 > >Target 소모량에 대해 증착 되는 막 수율을 구하고자 합니다 > >구하는 별다른 공식과 프로그램이 있는지 궁금합니다 > >예를 들어 500*1000 Al Target를 사용하여 100*100 기판에 200nm 두께를 가진 > >Al 박막을 몇장 할 수 있는 가 물론 연속 공정으로 입니다 기판 회전 속도도 > >중요하겠죠? > >혹시 이런 부분을 잘 아시는 고수분은 꼭 답변 주시길 바랍니다 > >추가적으로 공정 조건이 필요 하겠죠?^^. > > 이것이 맞는 답인지는 모르겠습니다만, Sputtering Rate에 관한 것도 필요할 것 같아서 주소하나 첨부합니다... http://www.glow-discharge.com/sputtering_rate.htm
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    오훈상님의 답변

    일반화된 공식을 찾기가 거의 불가능에 가까울 정도로 어려운 질문이며 답은 특정 target 에 대해 본인이 사용하는 gun 으로 원하는 공정조건에서 실험을 해보지 않는 이상 모르겠다입니다. 하지만 혹 참고가 될까하여 제가 알고있는 짧은 지식을 적어봅니다. 1. Sputtering 의 경우 target 물질, sputtering gas pressure, sputtering power 에 의해 sputter yield 가 변한다는 것은 누구나 아는 사실이며 일반적으로 지나치게 낮은 power (plasma 가 ignition 되는 임계 power 부근) 영역이 아니라면 기판에 증착되는 두께는 거의 power 에 선형적으로 비례한다고 보시면 됩니다. 2. Target 에서 sputter 된 원자중 실제 기판에 증착되는 원자수의 비율은 대략 60~70% 정도인 것으로 알고 있습니다. 나머지 30~40% 는 주변의 chamber wall 에 증착된다고 보시면 됩니다. 물론 기판 크기에 의해서도 기판에 붙는 원자수의 비율이 달라지겠지만요. 3. Magnetron sputter 의 경우 target 하부 backing plate 에 장착된 magnet array design 에 의해 target 표면이 깎이면서 형성되는 erosion ring 의 profile 의 변화하며 양산에서 사용하는 sputter 의 경우(특히 고가의 target 을 사용하는 경우) 기판에 증착되는 박막의 위치별 두께 uniformity 를 원하는 수준으로 유지하면서 target utilization 을 극대화하기 위해 특정 target 에 대해 simulation 과 실험을 병행하여 magnet design 을 최적화합니다. 잘 제작된 magnet array 를 사용하는 경우 erosion ring 이 매우 넓게 형성되기 때문에 target 활용 효율이 50~60% 정도에 이르기도 합니다. 다시 말해 target 에 구멍이 나기 전까지 초기 target mass 의 50~60% 정도가 sputtering 으로 소모된다는 이야기지요. 위의 이야기들을 조합하면 magnet array design 에 따라 target 활용효율이 변화하는데 자신의 장비에 대해 상기의 값을 안다면 sputtering 에 의해 뜯겨져 나온 원자의 60~70% 가 박막으로 증착되므로 간단한 계산을 통해 target 이 구멍날때까지 증착할 수 있는 박막의 총두께를 유추할 수 있고 따라서 몇장의 기판을 증착할 수 있는지를 알 수 있다입니다. 길게 썼습니다만 결국은 자신이 사용하는 장비, 물질 및 공정조건에 의해 결정되므로 일반론적인 공식으로 이야기하기 힘들다입니다. 별 도움이 되지 않는 답변이라 써놓고도 무안하네요. >DC 마그네트론 Sputter에서 연속 공정을 하여 > >Target 소모량에 대해 증착 되는 막 수율을 구하고자 합니다 > >구하는 별다른 공식과 프로그램이 있는지 궁금합니다 > >예를 들어 500*1000 Al Target를 사용하여 100*100 기판에 200nm 두께를 가진 > >Al 박막을 몇장 할 수 있는 가 물론 연속 공정으로 입니다 기판 회전 속도도 > >중요하겠죠? > >혹시 이런 부분을 잘 아시는 고수분은 꼭 답변 주시길 바랍니다 > >추가적으로 공정 조건이 필요 하겠죠?^^. > >
    일반화된 공식을 찾기가 거의 불가능에 가까울 정도로 어려운 질문이며 답은 특정 target 에 대해 본인이 사용하는 gun 으로 원하는 공정조건에서 실험을 해보지 않는 이상 모르겠다입니다. 하지만 혹 참고가 될까하여 제가 알고있는 짧은 지식을 적어봅니다. 1. Sputtering 의 경우 target 물질, sputtering gas pressure, sputtering power 에 의해 sputter yield 가 변한다는 것은 누구나 아는 사실이며 일반적으로 지나치게 낮은 power (plasma 가 ignition 되는 임계 power 부근) 영역이 아니라면 기판에 증착되는 두께는 거의 power 에 선형적으로 비례한다고 보시면 됩니다. 2. Target 에서 sputter 된 원자중 실제 기판에 증착되는 원자수의 비율은 대략 60~70% 정도인 것으로 알고 있습니다. 나머지 30~40% 는 주변의 chamber wall 에 증착된다고 보시면 됩니다. 물론 기판 크기에 의해서도 기판에 붙는 원자수의 비율이 달라지겠지만요. 3. Magnetron sputter 의 경우 target 하부 backing plate 에 장착된 magnet array design 에 의해 target 표면이 깎이면서 형성되는 erosion ring 의 profile 의 변화하며 양산에서 사용하는 sputter 의 경우(특히 고가의 target 을 사용하는 경우) 기판에 증착되는 박막의 위치별 두께 uniformity 를 원하는 수준으로 유지하면서 target utilization 을 극대화하기 위해 특정 target 에 대해 simulation 과 실험을 병행하여 magnet design 을 최적화합니다. 잘 제작된 magnet array 를 사용하는 경우 erosion ring 이 매우 넓게 형성되기 때문에 target 활용 효율이 50~60% 정도에 이르기도 합니다. 다시 말해 target 에 구멍이 나기 전까지 초기 target mass 의 50~60% 정도가 sputtering 으로 소모된다는 이야기지요. 위의 이야기들을 조합하면 magnet array design 에 따라 target 활용효율이 변화하는데 자신의 장비에 대해 상기의 값을 안다면 sputtering 에 의해 뜯겨져 나온 원자의 60~70% 가 박막으로 증착되므로 간단한 계산을 통해 target 이 구멍날때까지 증착할 수 있는 박막의 총두께를 유추할 수 있고 따라서 몇장의 기판을 증착할 수 있는지를 알 수 있다입니다. 길게 썼습니다만 결국은 자신이 사용하는 장비, 물질 및 공정조건에 의해 결정되므로 일반론적인 공식으로 이야기하기 힘들다입니다. 별 도움이 되지 않는 답변이라 써놓고도 무안하네요. >DC 마그네트론 Sputter에서 연속 공정을 하여 > >Target 소모량에 대해 증착 되는 막 수율을 구하고자 합니다 > >구하는 별다른 공식과 프로그램이 있는지 궁금합니다 > >예를 들어 500*1000 Al Target를 사용하여 100*100 기판에 200nm 두께를 가진 > >Al 박막을 몇장 할 수 있는 가 물론 연속 공정으로 입니다 기판 회전 속도도 > >중요하겠죠? > >혹시 이런 부분을 잘 아시는 고수분은 꼭 답변 주시길 바랍니다 > >추가적으로 공정 조건이 필요 하겠죠?^^. > >
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