Sputtering Ar plasma power/time [Self bias와 sputtering 효과]
2016.07.26 10:23
안녕하세요
반도체 Assembly회사에 재직중인 엔지니어 입니다.
assembly회사에서 sputtering을 통해 package위에 박막 증착을 하는 공정을 맡고 있는데요
Polymer계열의 packaging material위에 박막 접착력을 증가시키기 위해서 실험을 해보았는데요
CCP-RIE 타입 RF PLASMA로 Ar gas 만을 사용하여 power는 500/1000/2000W 시간은 각각의 파워에 120/240/360/480sec, pressure는 전부 8mTorr로 적용하였습니다.
파워를 높일수록 roughness가 증가하여 접착력이 좋아진다고 생각하였는데 결과는 시간은 거의 상관없이 500W>1000W>2000W로 나왔습니다
AFM같은 장비로 표면분석을 해봤으면 좋겠는데 해당 장비가 없고 외부에 의뢰하여 측정해야 하고 제약이 많이 따라서
상기와 같은 현상을 이론적으로 어떻게 설명 가능한지 여쭙고 싶습니다
접착력 테스트는 Tape test라고 ASTM D3359-09 방법과 같이 칼로 polymer위에 depo된 박막을 crosshatch하고 tape을 붙여서 떼는 방법입니다.
말씀드린 정보로 결론을 도출하기에 어려운 부분이 있을수도 있지만 혹시 실험하실때에 경험하셨거나 이론적인 부분에 대해서 알고계시다면 조언 부탁 드리겠습니다.
감사합니다.
솔직히 현상은 잘 모르겠습니다.
다만, 우리고 공정 전력과 시간을 조절하는 이유는 다음 정의에서 출발하면 편리합니다. flux = 단위시간에 단위면적에 입사하는 입자의 수로서, 밀도 x 입자의 속도 이며, dose= flux 에 처리시간을 곱한 값 입니다. 따라서 반응기의 전력을 높였다면 입사되는 이온의 수가 늘었을 것입니다. 또한 CCP 의 속성상 절연체에 입사하는 입자의 에너지도 증가하여 속도가 커졌을 것입니다 (self bias 현상에 대한 설명을 찾아 보시기 바랍니다), 따라서 조사 시간을 일정하게 한 조건에서 dose의 양의 변화나 flux 변화는 같고, 그 값은 대단히 크게 될 것입니다. 따라서 높은 전력에서의 sputtering 효과는 분명 매우 커야 될 것으로 판단됩니다. 하지만 접착력이 감소했다고 판단되는 부분에서 표면의 거칠기 외에도 재료 표면의 손상이 커지면서 polymer가 떨어져서 접착력이 낮아 질 확률도 고려해야 할 것 같습니다.