Kutatás a magnetron porlasztási technológiájáról- Ningbo Danko Vacuum Technology Co., Ltd.

1.1 Feszültség és teljesítmény

Ha az alkalmazott feszültséget a nyomástartományon belül megváltoztatják, ahol a gáz ionizálható, akkor az áramkörben lévő plazma impedanciája ennek megfelelően megváltozik, ami a gáz áramának megváltozását eredményezi. A gáz áramának megváltoztatása több vagy kevesebb ionot hozhat létre, amelyek elérik a célt, hogy szabályozzák a porlasztási sebességet.

Általában: A feszültség növelése növeli az ionizációs sebességet. Ez növeli az áramot, tehát az impedancia csökkenését okozhatja. Ha a feszültség növekszik, az impedancia csökkenése jelentősen növeli az áramot, azaz az energia jelentősen megnövekszik. Ha a gáznyomás állandó, és az a sebesség, amellyel a szubsztrát a porlasztási forrás alatt mozog, akkor a szubsztrátra lerakódott anyag mennyiségét az áramkörre alkalmazott teljesítmény határozza meg. A Vonardenne -bevonatú termékekben használt tartományban lineáris kapcsolat van a teljesítménynövekedés és a porlasztási sebesség növekedése között.

1.2 Gázkörnyezet

A vákuumrendszer és a folyamatgázrendszer együttesen szabályozza a gáz környezetét.

Először egy vákuumszivattyú vonzza a kamra testét nagy vákuumra (kb. 10-torr). A folyamatgázt ezután a folyamatgázrendszer (beleértve a nyomást és az áramlásszabályozó szabályozókat is) tölti fel, hogy a gáznyomást kb. 2x10-3torr-ra csökkentsék. Az ugyanazon film megfelelő minőségének biztosítása érdekében a folyamatgáznak 99,995% -nak kell lennie. A reaktív porlasztás során egy kis mennyiségű inert gáz (pl. Argon) keverése a reaktív gázban növelheti a porlasztási sebességet.

1,3 gáznyomás

A gáznyomás egy bizonyos pontra történő csökkentése növeli az ionok átlagos szabad útját, ami viszont lehetővé teszi, hogy több ion legyen a katódnak elegendő energiával a részecskék bombázásához, azaz növeli a porlasztási sebességet. Ezen a ponton túl az ionizáció mennyisége csökken az ütközésben részt vevő túl kevés molekula miatt, ami a porlasztási sebesség csökkenését eredményezi. Ha a gáznyomás túl alacsony, akkor a plazma eloltódik, és a porlasztás leáll. A gáznyomás növelése növeli az ionizációs sebességet, de csökkenti a porlasztott atomok átlagos szabad útját is, ami szintén csökkenti a porlasztási sebességet. A gáznyomás tartománya, amelyen a maximális lerakódási sebesség elérhető, nagyon keskeny. Ha reaktív porlasztást hajtanak végre, mivel folyamatosan fogyasztják, az egyenletes lerakódási sebesség fenntartása érdekében az új reaktív porlasztást megfelelő sebességgel kell feltölteni.

1.4 átviteli sebesség

Az üvegszubsztrát mozgását a katód alatt meghajtóval hajtják végre. Az alacsony meghajtó sebesség lehetővé teszi, hogy az üveg hosszabb ideig haladjon a katódtartományban, ami lehetővé teszi a vastagabb rétegek lerakódását. A filmréteg egységességének biztosítása érdekében azonban az átviteli sebességet állandónak kell tartani.

A tipikus átviteli sebesség a bevonási területen 0 és 600 hüvelyk / perc (kb. 0–15,24 méter). A tipikus működési tartomány 90–400 hüvelyk / perc (kb. 2,286–10,16 méter), a bevonóanyagtól, az energiától, a katódok számától és a bevonat típusától függően.

1,5 távolság, sebesség és tapadás

A maximális lerakódási sebesség és a jobb film -adhézió érdekében a szubsztrátot a lehető legközelebb kell helyezni a katódhoz, anélkül, hogy a ragyogó kisülést káros lenne. A porlasztott részecskék és a gázmolekulák (és ionok) átlagos szabad útja szintén szerepet játszik. Ahogy a szubsztrát és a katód közötti távolság növekszik, az ütközések valószínűsége növekszik, így a porlasztott részecskék képessége a szubsztrát elérésére. Ezért a maximális lerakódási sebesség és a legjobb tapadás érdekében a szubsztrátot a lehető legközelebb kell helyezni a katódhoz.

2 Rendszerparaméterek

A folyamatot számos paraméter befolyásolja. Néhányan megváltoztathatók és ellenőrizhetők a folyamat működése során; Míg mások, bár rögzítettek, általában egy bizonyos tartományon belül ellenőrizhetők a folyamat működése előtt. Két fontos rögzített paraméter: a célszerkezet és a mágneses mező.

2.1 Célszerkezet

Minden egyes célnak megvan a saját belső szerkezete és a részecske orientációja. A belső struktúra különbségei miatt két azonos célú célpont rendkívül eltérő a porlasztási sebességet. Ezt különösen a bevonási műveleteknél kell figyelembe venni, ahol új vagy eltérő célokat használnak. Ha az összes célblokknak hasonló szerkezete van a feldolgozás során, akkor az áramellátás beállítása, az energia szükség szerinti növelése vagy csökkentése, akkor kompenzálhatja azt. A célok sorozatán belül a különböző részecskeszerkezetek miatt különféle porlasztási sebességeket is előállítanak. A megmunkálási folyamat különbségeket okozhat a cél belső szerkezetében, így még ugyanazon ötvözet -összetétel célpontjai is különbségek vannak a porlasztási sebességekben.

Hasonlóképpen, az olyan paraméterek, mint a kristályszerkezet, a gabonaszerkezet, a keménység, a stressz és a célblokk szennyeződései, befolyásolhatják a porlasztási sebességet, ami a termék csíkszerű hibáit eredményezheti. Ehhez a bevonat során is figyelmet kell fordítani. Ezt a helyzetet azonban csak a cél helyettesítésével lehet megoldani.

Maga a cél kimerülési zóna viszonylag alacsony porlasztási sebességet is okoz. Ebben az időben a jó filmréteg előállításához az energiát vagy az átviteli sebességet meg kell igazítani. Mivel a sebesség kritikus jelentőségű egy termék szempontjából, a standard és a megfelelő beállítás az energia növelése.

2.2 Mágneses mező

A másodlagos elektronok csapdájához használt mágneses mezőnek a cél felületén következetesnek kell lennie, és a mágneses mező szilárdságának megfelelőnek kell lennie. A nem egyenletes mágneses mezők nem egyenletes rétegeket termelnek. Ha a mágneses mező szilárdsága nem megfelelő (pl. Túl alacsony), akkor még ugyanaz a mágneses mező szilárdsága is lassú film lerakódási sebességét és lehetséges porlasztást eredményez a csavarfejnél. Ez szennyezheti a membránt. Ha a mágneses mező szilárdsága túl magas, akkor a lerakódási sebesség az elején nagyon magas lehet, de ez az arány gyorsan nagyon alacsony szintre esik a maratott terület miatt. Hasonlóképpen, ez a maratott terület alacsonyabb célfelhasználási sebességet eredményez.

2.3 Változó paraméterek

A porlasztási folyamat során a folyamat dinamikus vezérlését végezhetjük ezen paraméterek megváltoztatásával. Ezek a változó paraméterek magukban foglalják: teljesítmény, sebesség, gáz típusa és nyomás.

3.1 Power

Minden katódnak megvan a maga energiaforrása. A katód méretétől és a rendszer kialakításától függően az energia 0 és 150 kW között változhat. Az áramellátás állandó áramforrás. Teljesítményvezérlő módban az energiát rögzítik, amíg a feszültséget megfigyelik, és az állandó energiát a kimeneti áram megváltoztatásával tartják fenn. Az aktuális vezérlési módban a kimeneti áram rögzítve van és ellenőrizve van, míg a feszültség beállítható. Minél magasabb az alkalmazott teljesítmény, annál nagyobb a lerakódási sebesség.

3.2 sebesség

Egy másik változó a sebesség. Az egyvégű bevonók esetében a bevonási zóna átviteli sebessége 0–600 hüvelyk / perc (kb. 0–15,24 méter) választható. A kettős végű bevonók esetében a bevonási zóna átviteli sebessége 0–200 hüvelyk / perc (kb. 0–5,08 méter) választható. Egy adott porlasztási sebességnél az alacsonyabb meghajtó sebessége a betét vastagabb filmeket jelzi.

3.3 Gáz

Az utolsó változó a gáz. A három gáz közül kettő kiválasztható a fő gázként és a kiegészítő gázként történő felhasználásra. Közöttük a kettő aránya is beállítható. A gáznyomás szabályozható 1 ~ 5x 10-3-torr között.

3.4 A katód/szubsztrát közötti kapcsolat

Az ívelt üvegbevonógépben egy másik paraméter, amelyet beállíthatunk, a katód és a szubsztrát közötti távolság. A lapos üvegbevonókban nincs állítható katód.

Termikus párologtatás és Magnetron porlasztó bevonógép