Magnetron Püskürtme Teknolojisi Üzerine Araştırma- Ningbo Danko Vacuum Technology Co., Ltd.

1.1 Voltaj ve Güç

Uygulanan voltaj, gazın iyonlaştırılabileceği basınç aralığı içinde değiştirilirse, devredeki plazmanın empedansı buna göre değişecek ve gazdaki akımın değişmesine neden olacaktır. Gazdaki akımı değiştirmek, püskürtme hızını kontrol etmek için hedefe çarpan az veya daha az iyon oluşturabilir.

Genel olarak: voltajın arttırılması iyonizasyon oranını arttırır. Bu akımı artıracaktır, bu nedenle empedansta bir düşüşe neden olacaktır. Voltaj arttığında, empedanstaki azalma akımı büyük ölçüde artıracaktır, yani güç büyük ölçüde artırılacaktır. Gaz basıncı sabitse ve substratın püskürtme kaynağı altında hareket etme hızı sabitse, substrat üzerine biriken malzeme miktarı devreye uygulanan güç tarafından belirlenir. Vonardenne kaplamalı ürünlerde kullanılan aralıkta, güç artışı ile püskürtme hızı artışı arasında doğrusal bir ilişki vardır.

1.2 Gaz Ortamı

Vakum sistemi ve işlem gazı sistemi birlikte gaz ortamını kontrol eder.

İlk olarak, bir vakum pompası oda gövdesini yüksek bir vakuma (yaklaşık 10-Torr) çeker. Proses gazı daha sonra gaz basıncını yaklaşık 2x10-3torr'a düşürmek için proses gazı sistemi (basınç ve akış kontrol regülatörleri dahil) tarafından yüklenir. Aynı filmin uygun kalitesini sağlamak için proses gazı% 99,995 saf olmalıdır. Reaktif püskürtmede, reaktif gazda az miktarda inert bir gaz (örn. Argon) karıştırmak püskürtme hızını artırabilir.

1.3 Gaz Basıncı

Gaz basıncının belirli bir noktaya indirilmesi, iyonların ortalama serbest yolunu arttırır, bu da daha fazla iyonun katotu parçacıkları bombalamak için yeterli enerjiyle vurmasına izin verir, yani püskürtme hızını arttırır. Bu noktanın ötesinde, çarpışmaya katılan çok az molekül nedeniyle iyonizasyon miktarı azalır, bu da püskürtme hızında bir azalmaya neden olur. Gaz basıncı çok düşükse, plazma söner ve püskürtme durur. Gaz basıncının arttırılması iyonizasyon oranını arttırır, ancak püskürtülen atomların ortalama serbest yolunu azaltır, bu da püskürtme hızını azaltır. Maksimum biriktirme oranının elde edilebileceği gaz basıncı aralığı çok dardır. Reaktif püskürtme yapılırsa, sürekli olarak tüketildiği için, düzgün bir biriktirme oranını korumak için yeni reaktif püskürtme uygun bir oranda yenilenmelidir.

1.4 İletim hızı

Cam substratın katot altındaki hareketi bir tahrik vasıtasıyla gerçekleştirilir. Düşük tahrik hızı, camın katot aralığında daha uzun geçmesini sağlar, bu da daha kalın tabakaların biriktirilmesini sağlar. Bununla birlikte, film katmanının tekdüzeliğini sağlamak için iletim hızı sabit tutulmalıdır.

Kaplama alanındaki tipik iletim hızları dakikada 0 ila 600 inç (yaklaşık 0 ila 15.24 metre) arasında değişir. Tipik çalışma aralığı, kaplama malzemesine, gücüne, katot sayısına ve kaplama tipine bağlı olarak dakikada 90 ila 400 inç (yaklaşık 2.286 ila 10.16 metre) arasındadır.

1.5 mesafe ve hız ve yapışma

Maksimum biriktirme oranı ve gelişmiş film yapışması için, substrat, parlama deşarjına zarar vermeden katota mümkün olduğunca yakın yerleştirilmelidir. Püskürtülmüş parçacıkların ve gaz moleküllerinin (ve iyonlarının) ortalama serbest yolları da rol oynar. Substrat ve katot arasındaki mesafe arttıkça, çarpışmaların olasılığı artar, böylece püskürtülen parçacıkların substrata ulaşma yeteneği azalır. Bu nedenle, maksimum biriktirme oranı ve en iyi yapışma için, substrat katota mümkün olduğunca yakın yerleştirilmelidir.

2 Sistem Parametresi

Süreç birçok parametreden etkilenir. Bazıları işlem çalışması sırasında değiştirilebilir ve kontrol edilebilir; Diğerleri, sabit olmasına rağmen, işlem işleminden önce genellikle belirli bir aralıkta kontrol edilebilir. İki önemli sabit parametre şunlardır: hedef yapı ve manyetik alan.

2.1 Hedef Yapı

Her bir hedefin kendi iç yapısı ve parçacık yönelimi vardır. İç yapıdaki farklılıklar nedeniyle, aynı görünen iki hedef, çok farklı püskürtme oranları sergileyebilir. Bu, özellikle yeni veya farklı hedeflerin kullanıldığı kaplama işlemlerinde not edilmelidir. Tüm hedef bloklar işleme sırasında benzer bir yapıya sahipse, güç kaynağını ayarlamak, gücü gerektiği gibi artırmak veya azaltmak, bunu telafi edebilir. Bir dizi hedef içinde, farklı parçacık yapıları nedeniyle farklı püskürtme oranları da üretilir. İşleme işlemi hedefin iç yapısında farklılıklara neden olabilir, bu nedenle aynı alaşım bileşiminin hedefleri bile püskürtme oranlarında farklılıklar olacaktır.

Benzer şekilde, kristal yapı, tane yapısı, sertlik, stres ve hedef bloğun safsızlıkları gibi parametreler, püskürtme hızını etkileyebilir, bu da ürün üzerinde çizgi benzeri kusurlara neden olabilir. Bu aynı zamanda kaplama sırasında da dikkat gerektirir. Ancak, bu durum ancak hedefin değiştirilmesiyle çözülebilir.

Hedef tükenme bölgesinin kendisi de nispeten düşük püskürtme oranlarına neden olur. Şu anda, iyi bir film katmanı elde etmek için güç veya iletim hızı yeniden ayarlanmalıdır. Hız bir ürün için kritik olduğundan, standart ve uygun ayar gücü arttırmaktır.

2.2 Manyetik Alan

İkincil elektronları yakalamak için kullanılan manyetik alan hedef yüzey boyunca tutarlı olmalı ve manyetik alan mukavemeti uygun olmalıdır. Tek tip olmayan manyetik alanlar düzgün olmayan katmanlar üretir. Manyetik alan mukavemeti uygun değilse (örneğin çok düşük), aynı manyetik alan mukavemeti bile yavaş film biriktirme oranları ve cıvata kafasında olası püskürtme ile sonuçlanacaktır. Bu membranı kirletebilir. Manyetik alan mukavemeti çok yüksekse, biriktirme oranı başlangıçta çok yüksek olabilir, ancak bu oran kazınmış alan nedeniyle hızla çok düşük bir seviyeye düşecektir. Benzer şekilde, bu kazınmış alan aynı zamanda daha düşük bir hedef kullanım oranı ile sonuçlanır.

2.3 Değişken Parametreler

Püskürtme işlemi sırasında, işlemin dinamik kontrolü bu parametreler değiştirilerek gerçekleştirilebilir. Bu değişken parametreler şunları içerir: güç, hız, gaz türü ve basınç.

3.1 Güç

Her katodun kendi güç kaynağı vardır. Katot ve sistem tasarımının boyutuna bağlı olarak, güç 0 ila 150kW (nominal) arasında değişebilir. Güç kaynağı sabit bir akım kaynağıdır. Güç kontrol modunda, voltaj izlenirken güç sabitlenir ve sabit güç çıkış akımını değiştirerek korunur. Akım kontrol modunda, voltaj ayarlanabilirken, çıkış akımı sabitlenir ve izlenir. Güç ne kadar yüksek olursa, biriktirme oranı o kadar büyük olur.

3.2 Hız

Başka bir değişken hızdır. Tek uçlu katlar için, kaplama bölgesinin iletim hızı dakikada 0 ila 600 inç arasında seçilebilir (yaklaşık 0 ila 15.24 metre). Çift uçlu katlar için, kaplama bölgesinin iletim hızı dakikada 0 ila 200 inç (yaklaşık 0 ila 5.08 metre) seçilebilir. Belirli bir püskürtme hızında, daha düşük tahrik hızları biriken daha kalın filmleri gösterir.

3.3 Gaz

Son değişken gazdır. Üç gazdan ikisi ana gaz ve yardımcı gaz olarak kullanılmak üzere seçilebilir. Bunlar arasında, herhangi bir ikisinin oranı da ayarlanabilir. Gaz basıncı 1 ~ 5x 10-3torr arasında kontrol edilebilir.

3.4 Katot/substrat arasındaki ilişki

Kavisli cam kaplama makinesinde, ayarlanabilen başka bir parametre, katot ve substrat arasındaki mesafedir. Düz cam katlarda ayarlanabilir katotlar yoktur.

Termal Buharlaşma ve Magnetron Püskürtme Kaplama Makinesi