薄膜蒸着におけるプレクリーニングは、蒸着膜の望ましい特性と性能を確保するために基板表面を準備する重要な工程である。
この工程は、汚染を最小限に抑え、薄膜の基板への適合性と密着性を高めるために必要です。
品質を確保するための7つの必須ステップ
1.コンタミネーションコントロール
コンタミネーションは薄膜の品質に大きな影響を与えます。
コンタミネーションの原因には、蒸着チャンバー内の残留ガス、ソース材料中の不純物、基板上の表面汚染物質などがあります。
これらの問題を軽減するには、クリーンな蒸着環境と高純度のソース材料を使用することが不可欠です。
2.基板の互換性
薄膜の特性や密着性に影響を与えるため、基板材料の選択は非常に重要である。
すべての材料がすべての成膜プロセスに適合するわけではなく、成膜中に好ましくない反応を示すものもある。
蒸着条件に耐え、薄膜材料と適切に相互作用する基板を選択することが重要である。
3.蒸着方法とクリーニングの深さ
前洗浄方法の選択は、成膜方法と必要な洗浄の深さに依存する。
例えば、イオンソース技術は蒸着システムには適合するが、スパッタリングシステムにはあまり効果がない場合がある。
洗浄方法は、炭化水素や水分子の除去（低いイオンエネルギーが必要）か、酸化物層全体の除去（高いイオン密度とエネルギーが必要）かを目標に選択する必要があります。
4.カバレッジエリア
前洗浄方法によって、カバーできる領域は異なります。
例えば、RFグロープレートとプラズマ前処理法は広い範囲をカバーできますが、RFまたはマイクロ波前処理法と円形イオン源は、より限定された範囲をカバーします。
5.真空チャンバーの準備
蒸着用の真空チャンバーの準備は不可欠です。
これには、高真空を維持するために酸素を除去し、不純物がコーティングに影響しないようにリアクターの清浄度を確保することが含まれます。
圧力は101～104Paに保つ必要があり、後者が基本圧力となる。
適切なセットアップ条件は、均質なプラズマを作り出し、効率的なカソードクリーニングを行うために必要であり、これは基材表面から酸化物やその他の汚染物質を除去するのに役立つ。
6.基板の準備
基板は通常、超音波洗浄され、基板ホルダーにしっかりと固定される。
このシャフトは、インゴットソースと基板間の距離を調整し、基板を回転させて均一な成膜を実現する。
負バイアスの直流電圧を印加して密着性を高めることもできる。
基板の加熱や冷却は、粗さや拡散率など、希望する膜特性に応じて行うことができる。
7.まとめ
要約すると、薄膜蒸着における前洗浄は、蒸着プロセス用に基板の表面条件を最適化するように設計された一連の重要なステップを含む。
これには、汚染の制御、基板適合性の確保、成膜技術と必要な洗浄深度に基づいた適切な洗浄方法の選択、真空チャンバーと基板の適切な準備などが含まれる。
これらのステップを総称して、薄膜の品質と性能に貢献します。
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