Forskning om magnetron sputteringsteknik- Ningbo Danko Vacuum Technology Co., Ltd.

1.1 spänning och kraft

Om den applicerade spänningen ändras inom tryckområdet där gasen kan joniseras, kommer impedansen för plasma i kretsen att förändras i enlighet därmed, vilket gör att strömmen i gasen förändras. Att ändra strömmen i gasen kan skapa fler eller färre joner som träffar målet för att kontrollera sputteringshastigheten.

I allmänhet: Att öka spänningen ökar joniseringshastigheten. Detta kommer att öka strömmen, så det kommer att orsaka en minskning av impedansen. När spänningen ökas kommer minskningen i impedansen kraftigt att öka strömmen, det vill säga kraften kommer att ökas kraftigt. Om gastrycket är konstant och hastigheten vid vilken substratet rör sig under sputteringskällan är konstant, bestäms mängden material som avsätts på underlaget av kraften som appliceras på kretsen. I det sortiment som används i Vonardenne -belagda produkter finns det ett linjärt samband mellan kraftökning och ökning av sputterhastigheten.

1.2 Gasmiljö

Vakuumsystemet och processgassystemet styr tillsammans gasmiljön.

För det första drar en vakuumpump kammarkroppen till ett högt vakuum (ungefär 10-tor). Processgasen laddas sedan av processgassystemet (inklusive tryck- och flödeskontrollregulatorer) för att minska gastrycket till cirka 2x10-3torr. För att säkerställa rätt kvalitet på samma film måste processgasen vara 99,995% ren. Vid reaktiv sputtering kan blandning av en liten mängd av en inert gas (t.ex. argon) i den reaktiva gasen öka sputteringshastigheten.

1.3 Gastryck

Att minska gastrycket till en viss punkt ökar jonernas genomsnittliga fria väg, vilket i sin tur gör att fler joner slår katoden med tillräckligt med energi för att bombardera partiklarna, dvs. ökar sputteringshastigheten. Utöver denna punkt minskar mängden jonisering på grund av för få molekyler som deltar i kollisionen, vilket resulterar i en minskning av sputteringshastigheten. Om gastrycket är för lågt släcks plasma och sputtering stannar. Att öka gastrycket ökar joniseringshastigheten, men minskar också den genomsnittliga fria vägen för de sputterade atomerna, vilket också minskar sputteringshastigheten. Gastryckområdet över vilket den maximala avsättningshastigheten kan erhållas är mycket smal. Om reaktiv sputtering utförs, eftersom den kontinuerligt konsumeras, måste ny reaktiv sputtering fyllas på en lämplig hastighet för att upprätthålla en enhetlig avsättningshastighet.

1.4 Sändningshastighet

Rörelsen av glasunderlaget under katoden utförs med hjälp av en enhet. Den låga drivhastigheten gör att glaset kan passera längre i katodområdet, vilket gör det möjligt att avsätta tjockare lager. För att säkerställa filmskiktets enhetlighet måste emellertid överföringshastigheten hållas konstant.

Typiska överföringshastigheter i beläggningsområdet sträcker sig från 0 till 600 tum per minut (ungefär 0 till 15,24 meter). Det typiska driftsområdet är mellan 90 till 400 tum per minut (cirka 2,286 till 10,16 meter), beroende på beläggningsmaterial, kraft, antal katoder och typ av beläggning.

1,5 avstånd och hastighet och vidhäftning

För maximal avsättningshastighet och förbättrad film vidhäftning bör substratet placeras så nära katoden som möjligt utan att skada glödutloppet själv. De genomsnittliga fria vägarna för sputterade partiklar och gasmolekyler (och joner) spelar också en roll. När avståndet mellan substratet och katoden ökar ökar sannolikheten för kollisioner, så att de sputterade partiklarnas förmåga att nå underlaget. För maximal avsättningshastighet och bästa vidhäftning måste därför substratet placeras så nära katoden som möjligt.

2 systemparametrar

Processen påverkas av många parametrar. Vissa av dem kan ändras och kontrolleras under processdrift; Medan andra, även om de är fixerade, kan i allmänhet kontrolleras inom ett visst intervall före processdrift. Två viktiga fasta parametrar är: målstruktur och magnetfält.

2.1 Målstruktur

Varje enskilt mål har sin egen inre struktur och partikelorientering. På grund av skillnader i inre struktur kan två mål som verkar vara identiska uppvisa mycket olika sputtrande. Detta bör särskilt noteras i beläggningsverksamheten där nya eller olika mål används. Om alla målblock har en liknande struktur under bearbetningen kan justera strömförsörjningen, öka eller minska kraften vid behov, kompensera för den. Inom en uppsättning mål produceras också olika sputteringshastigheter på grund av olika partikelstrukturer. Bearbetningsprocessen kan orsaka skillnader i målets inre struktur, så även mål för samma legeringssammansättning kommer att ha skillnader i sputteringshastigheter.

På samma sätt kan parametrar som kristallstruktur, kornstruktur, hårdhet, stress och föroreningar i målblocket påverka sputteringshastigheten, vilket kan resultera i streck-liknande defekter på produkten. Detta kräver också uppmärksamhet under beläggningen. Denna situation kan emellertid endast lösas genom att ersätta målet.

Själva målutarmningszonen orsakar också relativt låga sputtrande. För närvarande, för att få ett bra filmlager, måste kraft- eller växellådan justeras. Eftersom hastighet är avgörande för en produkt är standard och lämplig justering att öka effekten.

2.2 Magnetfält

Magnetfältet som används för att fånga de sekundära elektronerna måste vara konsekvent över målytan och magnetfältstyrkan bör vara lämplig. Icke-enhetliga magnetfält producerar icke-enhetliga lager. Om magnetfältstyrkan inte är lämplig (t.ex. för låg), kommer även samma magnetfältstyrka att resultera i långsam filmavlagringshastigheter och möjlig sputtering vid bulthuvudet. Detta kan förorena membranet. Om magnetfältstyrkan är för hög kan avsättningshastigheten vara mycket hög i början, men denna hastighet kommer snabbt att sjunka till en mycket låg nivå på grund av det etsade området. På samma sätt resulterar detta etsade område också i en lägre målanvändningsgrad.

2.3 Variabla parametrar

Under sputteringsprocessen kan dynamisk kontroll av processen utföras genom att ändra dessa parametrar. Dessa variabla parametrar inkluderar: effekt, hastighet, typ av gas och tryck.

3.1 Kraft

Varje katod har sin egen kraftkälla. Beroende på storleken på katoden och systemdesignen kan kraften variera från 0 till 150 kW (nominell). Strömförsörjningen är en konstant strömkälla. I kraftkontrollläget är kraften fixerad medan spänningen övervakas och den konstant effekten bibehålls genom att ändra utgångsströmmen. I strömkontrollläget är utgångsströmmen fixerad och övervakas medan spänningen kan justeras. Ju högre kraft appliceras, desto större är avsättningsgraden.

3,2 hastighet

En annan variabel är hastighet. För enskilda beläggare kan överföringshastigheten för beläggningszonen väljas från 0 till 600 tum per minut (ungefär 0 till 15,24 meter). För dubbel-slutna beläggare kan transmissionshastigheten för beläggningszonen väljas från 0 till 200 tum per minut (ungefär 0 till 5,08 meter). Vid en given sputteringshastighet indikerar lägre drivhastigheter tjockare filmer avsatta.

3.3 Gas

Den sista variabeln är gas. Två av de tre gaserna kan väljas för användning som huvudgas och hjälpgas. Mellan dem kan förhållandet mellan två också justeras. Gastrycket kan styras mellan 1 ~ 5x 10-3Torr.

3.4 Förhållande mellan katod/substrat

I den böjda glasbeläggningsmaskinen är en annan parameter som kan justeras avståndet mellan katoden och underlaget. Det finns inga justerbara katoder i platta glasbeläggare.

Termisk avdunstning & magnetron sputtering coating Machine