VPI 기술 분석: 스퍼터링 타겟에 백킹 플레이트가 필요한 이유는 무엇인가?

VPI의 고진공 마그네트론 시리즈 스퍼터링 코팅 장비를 사용하는 과정에서 스퍼터링 타겟은 고품질 박막을 얻는 데 필수적인 구성 요소입니다. 그러나 스퍼터링 공정의 안정성과 효율성을 보장하기 위해 타겟에는 일반적으로 백킹 플레이트가 장착되어야 합니다. 그렇다면 타겟에 백킹 플레이트가 필요한 이유는 무엇일까요? 스퍼터링 중에 백킹 플레이트는 어떤 역할을 할까요? VPI의 엔지니어 리가 간략한 기술적 설명을 제공할 것입니다.

백킹 플레이트의 주요 기능

1. 타겟 과열을 방지하기 위한 열 전달 향상

스퍼터링 공정 동안 고에너지 이온은 타겟 표면을 지속적으로 폭격하여 많은 양의 열을 생성합니다. 이 열이 즉시 소산되지 않으면 타겟이 과열되어 균열 또는 파손으로 이어질 수 있습니다. 백킹 플레이트의 주요 기능 중 하나는 타겟과 캐소드 사이의 열 전도도를 개선하여 열을 빠르게 전달하고 타겟의 온도 안정성을 유지하는 것입니다.

2. 타겟의 서비스 수명 연장을 위한 보안

백킹 플레이트는 기계적 지지를 제공합니다. 열 응력으로 인해 타겟에 균열이 생기더라도 백킹 플레이트는 여전히 타겟을 제자리에 고정하여 스퍼터링 프로세스의 연속성을 보장합니다. 이는 타겟의 서비스 수명을 연장할 뿐만 아니라 생산 효율성도 향상시킵니다.

백킹 플레이트 재료 선택

적절한 백킹 플레이트 소재를 선택하려면 열 전도도, 기계적 강도, 열 팽창 계수를 대상 소재와 일치시키는 것을 포함한 여러 요소를 고려해야 합니다. 일반적인 백킹 플레이트 소재는 다음과 같습니다.

• 무산소 구리 : 열전도도가 뛰어나고 여러 번 재사용이 가능하며 대부분의 금속 대상에 적합합니다.

• 스테인리스 스틸 : 높은 기계적 강도와 내식성을 지녔으며, 강력한 지지가 필요한 응용 분야에 적합합니다.

• 몰리브덴 : 고온 조건이나 세라믹과 열팽창 계수가 맞지 않는 대상에 적합합니다.

• 텅스텐 및 흑연 : 일반적으로 사용되지는 않지만 특정 조건에서는 실행 가능한 선택입니다.

백킹 플레이트에 타겟을 결합하는 방법

1. 확산 접합

고온, 고압 하에서 타겟과 백킹 플레이트를 함께 누르면 두 재료의 원자가 서로 확산되어 강력한 결합을 형성합니다. 이 방법은 100%에 가까운 결합 면적을 달성하여 높은 열 전도도와 신뢰성이 필요한 응용 분야에 적합합니다.

2. 솔더 본딩

타겟과 백킹 플레이트를 연결하기 위해 솔더(인듐 등)를 사용합니다. 인듐은 열전도도와 유연성이 좋아 타겟의 열팽창을 수용합니다. 그러나 인듐은 녹는점이 낮아(156.6°C) 고온 응용 분야에 적합하지 않습니다.

3. 엘라스토머 본딩

알루미나 및 실리콘과 같은 취성 및 고융점 타겟에 적합합니다. 엘라스토머는 최대 250°C의 작동 온도를 견딜 수 있으며 초고진공 호환성을 갖추고 있어 온도에 민감하고 밀도가 낮은 타겟에 적합합니다.

4. 기타 본딩 방법

   • 전자빔 용접 : 진공 환경에서 고에너지 전자빔을 사용하여 국부 용접을 실현합니다.

   • 플라즈마 아크 용접 : 아크로 생성된 고온을 이용해 재료를 융합합니다.

   • 마찰 교반 용접 : 기계적 마찰을 통해 열을 발생시켜 고체 상태에서 재료 접합을 달성합니다.

스퍼터링 타겟에서 백킹 플레이트의 중요한 역할

백킹 플레이트는 스퍼터링 타겟에서 중요한 역할을 합니다. 백킹 플레이트 재료와 적절한 본딩 방법을 올바르게 선택하면 스퍼터링 프로세스의 안정성과 효율성을 개선할 수 있을 뿐만 아니라 타겟의 서비스 수명을 연장하고 생산 비용을 절감할 수도 있습니다. VPI의 엔지니어로서 우리는 고객에게 최고 품질의 스퍼터링 솔루션을 제공하기 위해 최선을 다하고 있습니다. 타겟에 백킹 플레이트를 적용하는 것과 관련하여 질문이나 필요 사항이 있으면 언제든지 저희에게 문의하세요.