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UNIVEX Coating Process

UNIVEX 코팅 프로세스

UNIVEX 박막 증착 프로세스

UNIVEX는 기능적 물리 증착법 코팅을 위한 다목적 코팅 시스템입니다.

박막의 특성은 박막을 생산하는 데 사용된 공정 기술에 따라 달라집니다. 공정 매개 변수가 다르면 박막 동작에도 영향을 줍니다. UNIVEX 시스템에서는 다양한 코팅 방법과 다양한 기판 처리 방법을 적용할 수 있습니다. 당사의 Leybold 코팅 시스템은 모듈식 설계를 기반으로 하여 고객의 특정 요구 사항을 실현할 수 있는 기능을 제공합니다.

UNIVEX 코팅의 프로세스 변형

열 증착

공정 열 증착

열 또는 저항성 증착은 박막을 증착시키는 가장 잘 확립된 방법입니다. 이 기술은 UNIVEX 시스템과 같은 고진공 챔버에 사용됩니다. 단일 열 증발기는 보트 또는 필라멘트와 같은 소스로 연결된 두 개의 수냉식 전류 공급 통로로 구성됩니다. 재료가 소스 내에 놓이면 전원이 공급되기 때문에 재료가 증착될 때까지 온도가 상승합니다. 

공정 열 증착

당사의 표준 열 증착 패키지는 단일 또는 공동 증착에 적합한 단일, 이중 또는 이중 독립 구성으로 제공됩니다.

금, 은, 알루미늄 동합금 등과 같은 다양한 소재를 열 발산 기술로 증착시킬 수 있습니다.

전자 빔 증착

전자 빔 증착은 고진공 환경에서 사용되는 또 하나의 검증된 증착 기술입니다. 증착 재료는 구리 도가니 내부에 위치합니다. 

전자 빔 증착

통전 전자 빔은 텅스텐 필라멘트에서 생성되며 자기장에 의해 도가니 내의 포켓으로 굴절됩니다. 이 전자 빔의 에너지가 재료에 가해지면 재료에 증발 또는 승화가 일어나게 됩니다.

전자 빔 증착

전자 빔 건은 여러 가지 구성을 따를 수 있으며 다양한 용량의 단일 또는 다중 포켓 도가니를 사용할 수 있습니다. 

다양한 전원 공급 장치를 통해 용해점이 높은 재료(예: Mo) 또는 증착 속도가 높은 프로세스를 구현할 수 있습니다.

유기 증착

유기 증발기는 크누센(Knudsen) 셀이라고도 합니다. 이 증발기는 부분 압력이 낮은 기화 물질을 위한 삼출 증발기로서, 기능성이 뛰어난 박막을 배치하려면 정밀한 온도 제어가 필요합니다.

재료는 석영이나 세라믹 등으로 만들어진 도가니 안에 놓이게 됩니다. 전기 가열은 증발할 때까지 재료를 가열하는 데 사용됩니다. 온도 조절을 위해 증발기에는 열전대가 장착되어 있습니다. 이러한 종류의 소스는 유기 재료를 증발시키는 데 매우 적합합니다.

Process organics evaporation

스퍼터링(Sputtering)

마그네트론 스퍼터링(magnetron sputtering)은 증발하기 어려운 물질이나 복잡한 물질을 다양한 기판에 증착시키는 매우 유용하고 생산적인 방법입니다.

Leybold는 당사의 스퍼터링 증착 시스템에 고품질 스테인리스 강 본체, 원통형 또는 직사각형 마그네트론을 사용합니다. 스퍼터링 압력 제어 및 프로세스 재현성을 위해 고정밀 세라믹 다이어프램 게이지와 결합된 스로틀 압력 제어 밸브 사용을 권장합니다.

UNIVEX Coating Process
스퍼터링(Sputtering)

DC 스퍼터링

직류(DC) 스퍼터링(sputtering)은 금속 또는 전도성 물질(예: Al, Ti, ITO)에 주로 사용됩니다.

이러한 전도성 물질의 경우 DC 스퍼터링(sputtering)은 RF 스퍼터링(RF sputtering)에 비해 상대적으로 높은 증착 속도를 가지며 일반적으로 선호하는 방식입니다.

RF 스퍼터링

고주파(RF) 스퍼터링 기법은 산화물이나 황화물과 같은 비전도성 재료나 세라믹 재료를 스퍼터링할 때 특히 유용합니다. 전도성 재료에도 사용할 수 있지만 DC로 스퍼터링한 재료보다 증착 속도가 낮습니다.

RF 스퍼터링(sputtering)은 높은 속도의 DC 기반 프로세스와 함께 스퍼터링하는 동안 얕은 도핑에 사용되는 경우가 많습니다.

반응형 스퍼터링(Reactive sputtering)

반응형 스퍼터링(reactive sputtering)은 기본 표적 물질에서 시작하여 기판에 새로운 물질을 생성하기 위해 가스를 추가하는 것을 포함합니다.

관심 분야에 적합한 순도로 산화물, 아질산 및 황화물을 얻기 어려울 수 있습니다. 금속 표적에서 시작하여 챔버 내에서 반응하는 것이 더 비용 효율적입니다.

펄스 DC 스퍼터링

펄스 DC(PDC) 스퍼터링(Sputtering)은 단열 필름이 생성되는 반응형 스퍼터링(sputtering) 공정에 사용됩니다. 활성 가스에 의한 금속 표적 제거로 인해 아크가 발생하고 플라즈마 안정성이 상실될 수 있습니다.

펄스 DC는 고주파 펄스와 교류 전압 역전을 사용하여 표적에 상대적으로 더 높은 전력을 공급하고 유지합니다. 대상 표면에 쌓인 침전물을 청소하면 증착 속도가 높아지고 공정의 일관성을 높게 유지할 수 있습니다.

PDC 전원 공급 장치에는 일반적으로 "활성" 아크 억제 기능이 탑재되어 아크가 감지될 경우 추가 후진 펄스를 추가할 수 있습니다.

이온 소스

이온 소스는 기판을 향해 전달되는 활성 이온을 생성하는 장치입니다. 이온 소스는 그리드가 없는(griddless) 유형 및 그리드(gridded) 유형의 소스를 사용할 수 있습니다. 일반적으로 이온 빔 보조 증착(IBAD), 사전 세척, 기질 표면 변경 및 활성화에 사용됩니다.

UNIVEX Coating Process

이온 보조식 증착

증착 과정에서 재료는 플럭스, 이온화 전위 및 특정 온도를 가진 기판의 표면에 도달합니다. 이러한 요소들은 증착된 박막의 밀도, 순도 및 결정성에 막대한 영향을 미칩니다.

이온 소스를 사용하면 활성 이온을 통해 기체 상 물질 및 박막에 추가로 에너지를 적용할 수 있습니다. 

이는 접착력, 조성, 내부 막 응력, 결정성 등의 박막 특성에 영향을 줍니다.

UNIVEX Coating Process

공정 가스 주입구

일부 증착 공정에는 아르곤, 질소, 산소 등을 사용하는 가스 주입구가 필요합니다. 당사는 이러한 응용 분야에 적합한 질량 유량 제어기와 피드스루를 제공합니다.

박막 두께 측정

UNIVEX 장치에는 다양한 박막 두께 측정기를 설치할 수 있습니다. 필요한 측정 및 자동화 수준에 따라 선택 사양이 달라집니다. 진동 결정계(oscillating crystal systems)가 표준으로 사용됩니다.

이러한 측정은 셔터가 있거나 없는 하나 이상의 센서 헤드로 구성될 수 있습니다. 센서 헤드는 모니터 또는 컨트롤러에 의해 구동됩니다(측정/제어 속도 및 두께).

부가 UNIVEX 코팅 프로세스

기판 처리

증착 과정 중에 박막 속성을 개선하거나 변경하기 위해 다양한 기판 처리 및 조작 기법을 적용할 수 있습니다.

UNIVEX Coating Process

기판 회전

회전은 기판 표면 전체에 걸쳐 박막 균일성을 개선하는 데 사용됩니다. 당사는 유성 드라이브를 포함한 단일 또는 다중 기판에 대해 가능한 광범위한 솔루션을 제공합니다.

여러 기판 조작 피처와 함께 일반적으로 사용되는 조합은 다음과 같습니다.

  • 가열, 냉각
  • RF/DC 바이어스
  • 높이 조절 가능(소스와 기판 사이)
  • 기울이기
  • GLAD(섬광각 침적, Glancing angle deposition)
  • 구배식 셔터
UNIVEX Coating Process

기판 가열

기판 가열은 증착 전에 기질 표면을 준비하고 침전층의 성형 프로세스를 지원하는 데 도움이 됩니다. 최대 1,000°C의 가열 솔루션을 제공할 수 있습니다.

기판 처리

기판 냉각

열에 민감한 기판이나 마스크는 증착 도중 냉각이 필요합니다. 당사는 수냉식, LN2 냉각식 또는 특수 냉각 액체와 함께 사용할 수 있는 기판 홀더를 제공합니다.

UNIVEX Coating Process

기판 바이어스

RF 또는 DC 바이어싱(biasing)으로 지원되는 증착은 박막의 접착성 및 화학량 측정을 개선합니다. 이를 위해 적합한 기판 홀더 및 전원 공급 장치를 사용할 수 있습니다.

기판 처리
스퍼터링 공정
기판 처리

유성 드라이브

당사의 유성 드라이브는 고객의 특정 기판 및 공정 요구 사항에 맞게 설계되었습니다. 

기본 기판 스테이지에서는 중심축이 회전합니다. 이 축 주위에 일부 개별 회전 플래닛이 배치됩니다. 플래닛의 특정 위치는 중심축을 중심으로 회전하는 동안 항상 다릅니다. 이 유성 기구 배열은 박막 균일성을 향상시킵니다. 

UNIVEX Coating Process
기판 처리

높이 조절 가능(소스와 기판 사이)

소스와 기판 사이의 간격은 다양한 응용 분야에서 중요한 요소이며 박막 특성에 필수적인 영향을 미칩니다. 기판까지의 간격을 늘리면 기판의 발생 각도에 영향을 줍니다. 재료 플럭스와 기판 표면 사이가 직각이 되면 박막 특성을 최적화할 수 있습니다. 

응용 분야에 따라 다양한 모듈식 구성 요소를 사용할 수 있습니다.

UNIVEX Coating Process

기판 기울이기

기판을 기울이는 기법은 다양한 응용 분야에 사용됩니다. Leybold는 수동 및 자동으로 기울일 수 있는 기판 스테이지를 제공할 수 있습니다.

기판 처리

섬광각 침적(Glancing angle deposition)

증착 도중 기판을 기울이면 흥미로운 구조/패턴(3D)을 기판에 만들 수 있습니다. 이러한 기법을 GLAD(섬광각 침적, Glancing angle deposition)라고 합니다.

기판 회전, 기울이기, 가열 및 냉각이 가능합니다. 이러한 기법은 열, 전자 빔 증발기 또는 스퍼터 소스와 함께 사용할 수 있습니다.

UNIVEX Coating Process

구배식 셔터

구배식 셔터 스테이지를 사용하면 두께와 재질 속성이 다른 여러 개의 샘플을 만들 수 있습니다.

냉각 트랩

프로세스 챔버에 냉각 트랩을 설치하여 적절한 냉각된 표면에 가스를 응축할 수 있습니다. 이러한 방법을 통해 챔버 내 분자를 줄일 수 있으며 공정 압력에 도달할 때까지 시간을 단축할 수 있습니다. 

로드 록

록 챔버는 고진공 시스템에 기판을 삽입하는 매우 빠른 방법입니다. 각 로드 록 챔버에는 자체 펌프 시스템이 있으며 게이트 밸브를 통해 프로세스 챔버에 연결됩니다.

로드 록 챔버 안에 하나 이상의 기판을 저장하고 프로세스 챔버 안으로 운반할 수 있습니다. 프로세스 챔버는 자재 추가 또는 세척을 위해 환기되어야 합니다. 일반적으로 모터 구동식 로봇 암 또는 선형 이송 구동 장치를 사용하여 개별 진공 챔버 간에 기판을 운반하는 데 사용됩니다.

공정이 완료되면 트랜스퍼 암이 기판을 로드 록 챔버의 해당 위치에 되돌려 놓습니다. 새 기판이 코팅 공정에 있는 동안 진공 환경에서 제거하거나 보관할 수도 있습니다.

로드 록의 장점은 공정 모듈의 대기 오염을 방지하면서 처리 시간을 단축할 수 있다는 점입니다. 로드 록 챔버는 유형이나 크기에 상관없이 모든 UNIVEX 시스템에 추가할 수 있습니다.

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