물리적 기상증착법 PVD (Physical Vapor Deposition)
- 물리적 기상증착법 PVD는 증착하고자 하는 재료를 진공 챔버 내부에서 증발 또는 스퍼터링을 시켜 기판 위에 증착하는 공정 방법이다.
- PVD 방법은 소스의 온도가 올가 긴 하지만, 기판은 상대적으로 저온이 유지되어 공정의 안정도가 높은 편이다. 진공상태에서 공정이 진행되기 때문에 불순물 오염도가 낮은 장점도 있다.
- 공정 환경에 진공이 필수적이므로 진공에 필요한 장비와 부가적 비용으로 인해 경제성이 떨어지는 단점이 있다.
- 대표적으로 열증발법(Thermal Evaporator), 전자빔 증발법(E-beam Evaporator), 스퍼터링(Sputtering) 등의 방법이 있다.
열증발법(Thermal evaporation)
열증발법은 증착 시키고자 하는 물질을 보트 위에 올려두고 보트를 가열하여 증착물질을 증발해 기판에 증착하는 방식이다. 주로 단원소 물질을 증착하는 공정에서 사용된다.
전자빔증발법(Electron-beam evaporation)
전자빔 증발법은 열증발법과 동일하게 증착시키고자 하는 물질을 증발시켜 웨이퍼에 증착시킨다. 다만 전자빔증발법은 보트의 가열에 의한 열전달이 아닌 전자빔을 이용하여 증착물질을 가열한다는 점에서 열증발법과 차이점이 있다.
스퍼터링(Sputtering)
스퍼터링은 높은 에너지의 입자를 증착하고자 하는 타겟 물질에 조사하여, 타겟의 구성원자가 타겟표면에서 방출되는 현상을 이용하여 타겟 물질을 증착한다. 플라즈마 발생에 의해서 타겟으로 입사되는 비활성 기체 이온(ex. 아르곤 이온)이 발생되며, 이 아르곤 이온이 타겟과 충돌하여 타겟 내부의 원자와 충돌을 함으로써 타겟으로부터 외부로 타겟 원자가 방출된다. 이 원자가 기판으로 전달되어 막이 증착되게 된다.
* 비활성기체를 사용하는 이유 : 비활성기체는 화학적으로 안정적이기 때문에 화학적 반응 없이 물리적 반응만을 촉발한다. 따라서 물리적 제어가 용이하기에 비활성기체를 사용한다.
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