Sputtering [Sputter Forward,Reflect Power] [Sputter와 matching]
2011.12.07 17:12
안녕하세요 Sputter 담당을 맡고 있는 직원입니다.
궁금점에 대해 여쭈어 봅니다
일반 Sputter 장비에는 모두 아래의 공정 parameter들의 data가 남는데 아래 항목의 의미가 무엇인지 궁금합니다.
PM이나 Chamber 분위기가 바뀌면 아래의특성들이 변하는것을 확인했습니다.
일반적으로 Bias(Vpp) Power [V]는 강할수록 Target에 때리는 전자의 가속력이 빨라져 Depo률이 증가하는것을 알수 있습니다.
Forword Power [%]
Reflect Power [W]
Bias(Vpp) Power
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- sputter는 플라즈마의 이온을 이용하여 타겟으로 부터 입자 (원자)를 떼어내는 장치라 이해하시면 좋을 것입니다. 이온은 전자에 비해서 엄청나게 무겁기 때문에 (수소의 경우 약 1800배) 전자에 의한 충돌보다는 이온에 의한 충돌에서, 같은 속도로 돌진하는 경우, 질량 크기 만큼 더 큰 충격량을 전달할 수 있습니다. 따라서 이온에 의한 타겟 충돌로 sputtering 이 잘 일어난다고 이해함이 좋습니다. 따라서 활용가스로 대부분 화학적 반응성이 적고 질량이 큰 아르곤을 많이 쓰는 이유이기도 합니다.
- sputtering yield는 입자 이온의 종류, 에너지, 입사 각도 (즉 정으로 돌을 쪼을때를 상상해 보시면 석공의 정은 다양한 각도를 갖는데 특히 직각으로 부터 멀어질 때 돌의 파편이 많이 튀는 것을 본 경험을 기억하시면, 동일한 현상입니다.)에 영향을 받습니다. 여기서 Bias는 타겟으로 입사되는 이온의 에너지를 높이기 위한 방법이라 생각하면 되겠습니다. 도체 타겟은 음 전압으로 가능하고, 부도체 타겟의 경우, 표면의 전위를 (bias power에 따라) 낮춤으로써 플라즈마 전위와 차이를 크게 하여 (쉬스 전위를 크게 한다고 말하기도 합니다) 입사하는 이온의 에너지를 키울 수 있게 되고 이는 sputtering yield를 키우는 노력이 됩니다. 따라서 depo도 빨리 되겠지요.
- 위에 언급한 나머지 RF 전력은 플라즈마를 만드는 전력을 의미하는 것으로 보이며, RF는 부하와 임피던스가 잘 맞으면 RF 파는 수월하게 전력을 전달하게 되지만 임피던스가 일부 맞지 않거나 하면 전력의 일부는 부하로 들어가고 나머지는 반사되어 나오게 되는 값의 크기를 의미하는 것으로 판단됩니다. 즉 Forward power는 입사 전력을 의미하여, setting 된 전력 대비 몇 %가 입사되는 가를 보여주는 것으로 이해됩니다. 하지만 굳이 forward power를 %로 표시한 것은 인가 전력이 정해진 값에서 몇 %가 전달되었나를 판단에 도움을 주기 위해서가 아닌가 합니다. setting 전력에서 reflected power를 빼면 forward power 혹은 forward power의 나머지 분율이 reflected power를 의미하게 되니, 하나는 %로 나머지를 W로 표시하면서 한눈에 전달전력과 반사되어 나오는 전력의 크기를 분율 및 전력크기로도 쉽게 판단할 수 있는 표현을 한 것이 아닌가 합니다. 이해에 도움이 되었기를....