Evaporation

PVD에는 Evaporation과 Sputtering이 있었습니다.

그 중 Evaporation에 대해서 알아보겠습니다.

 

Evaporation 공정은

고진공 환경속에서 증착하고자하는 물질을 증발시켜 wafer에 증착시키는 공정입니다.

Al, Al2O2, SiO2, Ni-Cr 등 다양한 물질들을 증착시킵니다.

 

증착속도가 매우 빠르다는 장점을 가지고 있지만

이것 뿐입니다.

step coverage, uniformity, adhesion 다 좋지 않습니다.

게다가 고진공까지 잡아줘야 합니다.

거의 연구실에서 사용하는 공정입니다.

 

 

 

 

 

이런 물질들을 증발을 시키는데 어떻게 에너지를 전달할 것이냐에 따라서 나뉩니다.

열로 증발을 시키면 Thermal Evaporation

E-beam으로 증발을 시키면 E-beam Evaporation이 됩니다.

 

 

 

 

Thermal Evaporation은

증착물질을 boat에 넣고 boat에 열을 가해 끓이는 것(1800°C, 금속, 저융점 물질, 금, Al)이므로

설비가 간단하지만 한 번의 공정 step 당 한개의 물질 밖에 넣지 못하므로

한가지 물질을 증착할 때 선택되는 공정입니다.

또한 끓이는 것이기 때문에 증착 제어가 어렵습니다.

boat의 열을 정확하게 조절하기 힘들기 때문이죠.

온도를 올릴 때도 boat를 식힐 때도 말이죠.

step coverage는 E-beam에 비해 좋지만

Evaporation 공정 자체가 step coverage가 좋지 않습니다.

 

 

 

 

 

E-beam Evaporation은

Crucible(도가니)에 E-beam을 선택적으로 조사하여(3000°C, 금속, 부도체, Ti, 산화물) 증발시킵니다.

E-beam을 쏘기에 설비가 복잡하지만

여러가지의 source들을 Crucible에 담아 공정을 진행하므로(Co-evaporation = 동시에 올리기)

이 Crucible 판이 돌려서 재료를 선택합니다.

여러개의 물질을 증착할 때 선택되는 공정입니다.

챔버를 열었다 닫았다 하며 진공을 다시 잡아줄 필요가 없어지는 것입니다.

또한 E-beam의 파워를 조절할 수 있기에 증착 제어가 쉽습니다.

Thermal의 증착 속도도 빠르지만 E-beam은 더 빠릅니다.

하지만, 물질이 거의 한 점에서 퍼지기 때문에 step coverage가 매우 나쁩니다.