172nm와 이온 도금 기술의 응용 분야

1.1 이온 도금 기술의 응용 분야

이온 도금 기술은 인류사회의 발전과 일상생활과 밀접한 관련이 있습니다. 플라즈마- 강화 기술로 제조된 박막 제품은 텔레비전, 컴퓨터, 휴대폰 등 정보 표시 장치는 물론 반도체 장치, 광전자 장치, 광학 장치, 에너지 이용, 재료의 표면 경화, 내마모성, 내식성, 내산화성 등 다양한 분야에 널리 사용되고 있습니다. 국방의 현대화, 하이{3}}기술 제조업의 발전, 국민 생활 수준의 향상으로 인해 박막 제품에 대한 성능 요구 사항이 더욱 높아지고 있습니다. 특히 클라우드 컴퓨팅, 지능형 경제, 인터넷 등의 미래 시대에는 많은 장치가 소형화, 집적화, 지능화 방향으로 발전하고 있으며, 이로 인해 박막 준비 기술에 대한 요구가 더욱 높아질 것입니다. 그 중 고정밀 필름 준비 기술은-172nm수준은 특정 고급형 기기의 핵심 요구사항 중 하나가 되었습니다.-

1.2 박막제품에 대한 현대과학기술의 새로운 요구사항

특수 기능고급{0}}제품은 광열 변환, 광전 변환, 열전 변환, 광자기 저장, 광 반사, 광 투과, 광 필터링, 전기 전도도, 절연, 고경도, 고내마모성, 저마찰 등 다양한 특수 표면 기능을 갖춘 부품이 필요합니다. 일부는 화려하고 화려한 장식 특성도 갖춰야 합니다.

172nm UV LED

구성의 다양화다양한 분야의 첨단 기술 제품에 대한 새로운 성능 요구 사항을 충족하기 위해 박막 구성은 순수 금속 필름에서 다양한 무기 화합물 필름과 고분자 유기 필름으로 발전했습니다. 표 1-1에는 오늘날 다양한 분야의 요구를 충족하는 다양한 박막 재료와 그 적용 범위가 나열되어 있습니다. 그 중 복합 필름 재료와 호환되는172nm두께 사양에 따라 정밀 전자 기기의 적용 비율이 매년-씩-증가하고 있습니다.

표 1-1 다양한 박막 소재 및 적용 범위

애플리케이션 카테고리	코팅재료	기판 재료	적용 범위
높은 경도, 내마모성	TiN, ZrN, HfN, TaN, NbN, CrN, CBN, Si₃N₄, TiC, ZrC, Cr₇C₃, SiC, Ti(C,N), Ti(B,N), Ti(Al,N), -C₃N₄, 다이아몬드 등	고속도강-, 금형강, 초경합금, 서멧 등	가공공구, 금형, 기계부품
고열 저항, 산화 저항	Al, W, Ti, Ta, Mo, Al2O₃, Si₃N₄, Ni-Cr, BN, MCrAlY 등	스테인리스강,{0}}내열 합금, 구리, 알루미늄 합금 등	터빈 블레이드, 배기관, 노즐, 항공우주 부품, 원자력 내열{0}}부품
내식성	TiN, TiC, Al²O₃, Cd, Al, Ti, Cr, Cr₇C₃, Ni-Cr-Fe, Cr-Ni-P-B(비정질) 등	강철, 스테인레스강, 비{0}}금속 등	항공기, 선박, 자동차, 화학 파이프라인, 패스너 표면 보호
장식적 미화	TiN, TiC, TaN, TiAC, ZrN, Cr₇C₃, Al₂O₃, Al, Ag, Ti, Au, Cu, Ni, Cr, Ni-Re, TaN, Te-N, Al-TaSi, Ni-CrAl	강철, 황동, 알루미늄, 스테인레스 스틸, 플라스틱, 세라믹, 유리, 종이 호일 등	보석, 시계, 램프, 안경, 하드웨어 부품, 자동차 액세서리, 전기 부품
전도성 필름	Au, Mo, W, MoSi2, WSi2, TaSi2, Ti-Si, Ag{1}}Si, Al, Ni, Al2O₃, Au{2}}Pb 등	실리콘 웨이퍼, 세라믹, 플라스틱, 유리, 합금 스트립	박막 저항기 및 리드,{0}}전자 방출 장치, 터널 장치 등(172nm 정밀 전도성 필름 포함)
유전체 필름	SiO2, Al2O₃, AlN, Al2O₃-BaTiO₃, TiO2, ZnO, AlN, LiNbO2 등	실리콘 웨이퍼, 세라믹, 플라스틱, 유리	표면 패시베이션, 층간 절연, 커패시터, 전열 소자 등
마이크로 전자 장치 – 반도체 필름	Si, a-Si, Au-ZnS, GaAs, CdSe, CdS, PbS, InSb, Ge, Pb-Sn-Te 등	실리콘 웨이퍼, 세라믹, 플라스틱, 유리	발광-다이오드, 박막-트랜지스터, 광전자 장치, 자기전기 장치, 센서 등
초전도 필름	Pb-Bi-Pb-Au, Nb₃Ge, V₃Si, Pb-In-Au, PbO/In²O₃	-	초전도 장치
자성재료 및 기록매체	-Fe²O₃, Co-Ni, Co-Cr, MnBi, GdCo, GdFe, TbFe, Ni-Co-P, Co-Zr-Nb 비정질, Y₃Fe₅O₁₂ 등	합금, 플라스틱 등	자기 기록, 자기 헤드, 자기 저항 장치, 광 디스크 등
디스플레이 장치 필름	ZnO, Y2O₃, Ag, Cu, Al, SiO2, Al2O₃, Si₃N₄ 등	유리, 플라스틱 등	형광등, 플라즈마 디스플레이, 액정 디스플레이
광학 및 광통신	Si₃N₄, Al, Ag, Au, TiO₂, ZnO, SnO₂, GdFe, TbFe, InAs, InSb, PbS, 다이아몬드 등	플라스틱, 유리, 세라믹 등	보호, 반사, 반사{0}}방지 필름, 광 스위치, 주파수 변환, 광 메모리, 광 센서 등
태양 에너지 활용	Au-ZnS, Ag-ZnS, CdS-Cu2S, SnO2 등	스테인레스 스틸, 플라스틱, 유리	태양전지, 투명 전도성 필름 등
윤활, 저마찰	Au, Ag, Pb, Cu-Au, Pb-Sn, MoS2, MoSe2, MoTe2, WS2, MoS, MS2, BN, MoS2-흑연, Ag{3}}MoS2, DLC 등	고온-온도 합금, 구조용 금속, 베어링강 등	초-고진공, 실온, 초저온, 제트 엔진 베어링, 위성 베어링, 항공우주 고온-회전 부품
포장	Cr, Al, SiO2, Al2O₃, TiN 등	종이, 플라스틱, 금속 등	포장재의 금속화, 높은 장벽 보호

표 1-1에서 보는 바와 같이, 박막재료는 구성이 다양하고, 다양한 특수기능을 갖고 있으며, 응용분야도 넓어 국민경제 전 부문에서 중요한 역할을 하고 있다. 두께의 기능성 필름172nm는 정밀도와 안정성의 결합 덕분에 정밀 제조 분야에서 중요한 선택이 되었습니다.

나노미터에서 마이크로미터 규모의 필름 두께첨단{0}}기술 제품이 점점 더 지능화되고 통합됨에 따라 최신 마이크로전자 장치의 통합 밀도가 계속 높아지고 있습니다. 이제 마이크로 전자 칩에 1mm²당 1,000,000개의 트랜지스터를 통합해야 합니다. 트랜지스터 구성 요소의 크기는 매우 작기 때문에 각 기능 층이 나노미터에서 마이크로미터 수준까지만 더 얇아져야 합니다-. 칩 도체 선 폭은 5~7 nm에 도달했으며 일부 고정밀 장치는 기능성 필름의 정확한 준비를 달성했습니다.172nm현재 개발은 3nm로 향하고 있습니다. 이는 박막-필름 집적 회로 기술을 통해서만 달성할 수 있습니다. 현재 이온 도금 기술은 박막 집적 회로를 준비하기 위한 최적의 선택입니다.-

우수한 필름 미세구조 및 결정구조우수한 성능의 박막제품을 생산하기 위해서는 필름의 미세구조와 결정구조가 우수해야 합니다. 응용 분야에 따라 필름에는 단결정, 다결정 또는 비정질 구조뿐만 아니라 조밀한 원주형 또는 다층 나노-규모의 미세 구조가 필요할 수 있습니다. 이 중,172nm두꺼운 다층 나노필름은 광전자 장치에서 뛰어난 구조적 안정성과 성능 일관성을 나타냅니다.

고밀도 및 무결함-필름하이{0}}기술 제품이 더 가볍고, 더 작고, 더 얇고, 더 미세하고, 더 통합되고, 더 지능적인 디자인으로 발전함에 따라 필름은 밀도가 매우 높고 결함이 없어야 합니다.

높은 필름-기재 접착력필름과 기판 사이에는 야금학적 결합이 없으며 - "접착층" -만 있습니다. 따라서 장치가 더 작고 얇을수록 필름과 기판 사이에 필요한 접착력은 더 높아집니다. 공구 및 금형의 하드 코팅에도 높은 접착력이 필요합니다.

1.3 코팅 기술의 종류

1.3.1 초기 박막 제조 기술

고체 박막을 얻기 위한 기술은 오랜 역사를 갖고 있으며 처음에는 주로 열 에너지에 의존하다가 나중에 플라즈마-강화 기술로 발전했습니다.

진공증착코팅 기술이 기술은 열원을 사용하여 고체 물질을 증발시켜 증기 원자가 고진공 상태로 이동하고 기판 표면에 증착되어 필름을 형성할 수 있도록 합니다. 이는 물리적 기상 증착(PVD) 범주에 속하며 다음과 같은 예비 준비를 달성할 수 있습니다.172nm-수준의 영화.

화학기상증착(CVD) 기술이 기술은 열 에너지를 사용하여 유입된 무기 가스를 활성 원자로 열분해한 후 가열된 기판 표면에서 화학적으로 반응하여 필름을 증착합니다.

고분자 유기중합 기술유기 단량체 가스는 고온, 고압 및 개시제의 작용에 따라 고분자량-고분자량 중합체로 중합됩니다.

1.3.2 이온 도금 기술

1963년 미국 과학자 DM Mattox가 증발 코팅에 가스 방전을 도입한 이후, 고성능 필름 입자를 얻기 위해 다양한 가스 방전 방법을 활용하는 수많은 이온 도금 기술이 등장했습니다. 이 기술은 고체 소스를 사용하는 플라즈마{5}} 강화 코팅에서 가스 소스 사용으로 발전했으며, 가스 소스는 불활성 가스와 무기 화합물 가스에서 유기 가스로 확장되었습니다. 전기장, 자기장 및 아크 방전을 교묘하게 활용하여 플라즈마를 여기시키고 향상시키는 많은 새로운 코팅 기술과 프로세스가 등장하여 박막 연구자들에게 다양한 분야에서 요구되는 특수{7}}기능의 박막을 준비할 수 있는 다양한 수단을 제공합니다. 그 중 고정밀- 준비172nm-급 영화는 이 기술의 중요한 적용 방향이 되었습니다.

이온 도금의 개념은 증발-형 이온 도금에서 더 넓은 분야로 확장되었습니다. 가스 방전 중에 플라즈마 에너지를 사용하는 모든 코팅 기술을 이제 코팅 기술이라고 합니다.이온 도금 기술. 최신 이온 도금 기술에는 증발-형 이온 도금, 마그네트론 스퍼터링 이온 도금, PVD 내 아크 방전 이온 도금, 플라즈마-강화된 화학 기상 증착 및 플라즈마{3}}강화 중합이 포함되며 세 가지 주요 범주로 분류할 수 있습니다.

플라즈마{0}}강화 물리 기상 증착(PEPVD)

플라즈마{0}}강화된 화학 기상 증착(PECVD)

플라즈마{0}}향상된 중합(PEP)

표 1-2 다양한 현대 이온 도금 기술과 그 특성

코팅 기술	기술 유형	필름 입자 소스	배출 유형	방전기술	반응 메커니즘
증발-형 이온 도금	PEPVD	열 증발	글로우/아크 방전	DC 글로우, RF 글로우, 핫 필라멘트 아크, 냉음극 아크	금속이온 + 고{1}}에너지 원자 → 새로운 구조의 필름 합성 (172 nm 필름 제조 가능)
마그네트론 스퍼터링 이온 도금	PEPVD	음극 스퍼터링	글로우 방전	DC 글로우, RF 글로우, 마이크로파 글로우	금속 이온 + 고{1}}에너지 원자 → 새로운 구조의 필름 합성
플라즈마{0}}향상 화학 기상 증착	PECVD	무기가스	글로우/아크 방전	DC 글로우, RF 글로우, 마이크로파 글로우, 핫 필라멘트 아크	무기 가스 이온 + 고-에너지 활성 라디칼 → 새로운 구조 필름 합성
플라즈마{0}}향상된 중합	원기	유기 모노머 가스	글로우/아크/코로나 방전	DC 글로우, RF 글로우, 마이크로파 글로우, 코로나 방전	유기 단량체 + 활성기 → 플라즈마 중합하여 고분자 필름으로

표 1-2에 요약된 핵심 사항은 다음과 같습니다.

모든 현대 이온 도금 기술은 다양한 가스 방전에서 수행됩니다.

PEPVD 필름 입자는 고체 물질의 증발 또는 스퍼터링으로 인해 생성됩니다. PECVD 입자는 무기 가스에서 나옵니다. PEP 입자는 도입된 유기 가스에서 직접 생성됩니다.

방전 모드에는 글로우 방전과 아크 방전이 포함되며, PEPVD, PECVD 및 PEP 기술은 모두 아크 방전 추세를 보이고 있습니다.

플라즈마{0}}증강 중합은 최근 몇 년간 등장한 기술입니다.

플라즈마는 물질의 네 번째 상태로 고체, 액체, 기체보다 몇 배 더 높은 에너지를 가지고 있습니다. 플라즈마 에너지를 활용하여 고분자량-고분자량 폴리머를 생성하는 플라즈마-중합 기술은 현대 고급 유기박막 제품 제조에 광범위하게 적용되었습니다.

다양한 새로운 플라즈마-에너지 강화 코팅 기술 및 공정의 개발 덕분에 최근 몇 년 동안 반도체 집적 회로, 정보 표시 장치, 광학 필름, 전도성 필름, 절연 필름, 의료 재료 및 배리어 필름과 같은 분야에서 시급히 필요한 우수한 특수-기능의 박막 소재가 개발되었습니다-.- 막대한 경제적 가치를 창출합니다. 특히, 확장 가능한 준비 기술은172nm-급 기능성 필름은 정밀 전자 산업의 급속한 발전을 강력하게 주도했습니다.