sputtering

■ Sputtering이란 무엇 인가?
위의 그림과 같이 고체의 표면에 고에너지의 입자를 충돌시키면 Target 물질의 원자가 완전탄성 충돌에 의해 운동량을 교환하여 표면에서 밖으로 튀어나오게 된다. 이처럼 이온이 물질의 원자간 결합에너지보다 큰 운동에너지로 충돌할 경우 이 이온 충격에 의해 물질의 격자 간 원자가 다른 위치로 밀리게 되며, 원자의 표면 탈출이 발생하게 되는 현상을 물리학에서 `Sputtering`이라고 말한다. 박막 증착에서 Sputtering이라 하면 Target원자의 방출과 그 원자의 substrate에 부착이라는 2가지 과정을 포함하는 개념으로 볼 수 있다. Sputtering process의 가장 우수한 특성은 증착된 물질의 가상으로의 이동이 chemical, thermal process가 아니라 physical momentum exchange process이므로 거의 모든 물질을 Target으로 쓸 수 있다는 점이 장점이다. 이러한 Sputtering 현상을 이용하여 wafer 표면에 금속막, 절연막 등을 형성하게 된다. 박막 증착은 특히 반도체 산업에서 핵심적인 분야인데 그동안 이온 빔(ion-beam), 전자 빔(electron-beam) 또는 RF (Radio-Frequency) 스퍼터링(sputtering) 등을 이용해 왔으나 최근에는 엑시머 레이저를 이용하는 방법의 개발이 이루어져 있다. 엑시머 레이저를 사용하면 보다 높은 질과 단순성 및 재현성 등의 장점이 있다고 한다. 또한 가장 큰 장점은 다른 방법에서왿�는 달리 진공이 반드시 요구되는 것도 아니며, 그리고 액체나 기체상태의 증착재료도 이용할 수 있다는 점이다. 여기서 증착원리는 진공상태의 증착실 안에 위치한 증착재료에 높은 출력의 레이저 빛을 모으면 그 펄스가 증착재료의 온도를 급격히 올려 표면에서 폭발적인 기화 즉, 용발이 일어나게 된다. 기판을 증착재료 가까이 놓으면 용발된 재료가 기판에 날아왿� 균일하게 증착되는 것이다. 이것이 Sputtering의 기본적인 설명이다.