Merkmale von Inline-Sputtersystemen

Ein "Inline" -PVD-Sputter-System ist eines, bei dem Substrate linear unter einem oder mehreren Sputterkathen passieren, um ihre dünne Filmbeschichtung zu erwerben. Normalerweise werden die Substrate auf einen Träger oder eine Palette geladen, um diese Bewegung zu erleichtern, und einige kleinere Systeme verarbeiten nur eine Palette pro Charge. Größere Systeme können in der Lage sein, mehrere Paletten durch die Verwendung von Pallet -Handlern der Endstation zu behandeln, die eine Palette nach dem anderen in einem fortlaufenden Konvoi senden und empfangen, der durch das Transportsubsystem fährt, wob

Die gemeinsame und am wenigsten komplexe Konfiguration besteht darin, die Paletten und Kathoden horizontal mit Kathoden oben und Substraten auf der Unterseite in einer Sputter -Down -Orientierung zu haben. In diesem Modus ist die Schwerkraft normalerweise das einzige, was die Substrate auf die Paletten hält, und auch das einzige, was die Paletten am Transportmechanismus hält, der nur Ketten sein kann, die entlang der Seitenschienen durch die Vakuumkammer laufen.

Diese horizontale Anordnung kann auch mit Kathoden am Boden und Substraten oben für eine Sputter -Up -Orientierung durchgeführt werden, aber dies kompliziert das Werkzeug etwas offensichtlich etwas und erfordert nun mechanische Mittel, um die Substrate an Ort und Stelle zu halten, damit sie nicht fallen. Bei einseitiger Beschichtung ist dies keine sehr häufige Konfiguration, aber manchmal wird sie für eine doppelseitige Beschichtung durchgeführt, wobei Kathoden sowohl über als auch unter den Paletten unterwegs sind. Die Paletten haben in diesem Fall geeignete Öffnungen, um die Substrate zu halten, damit die unteren Seiten die Sputter -Up -Beschichtung von der unteren Kathode gleichzeitig empfangen können, während die Oberseite die Sputterbeschichtung von der oberen Kathode erhält.

Horizontal hat jedoch einen Nachteil in Bezug auf Partikel. Im Sputter -Down -Modus können Partikel, die in der Kammer erzeugt werden, leicht auf den Substraten landen und in den Film eingebettet werden - und das wird verpflichtet. Ablagerungssysteme sind etwas selbstkontaminierend mit Material, die andere Orte als nur auf den Substraten erhalten. Das größte Routine -Wartungsproblem besteht darin, die Dinge sauber zu halten. Bei der Orientierung von Spotter steigen diese Partikel nicht auf die Substrate, sondern können auf den Zielen landen und neu ausgegeben werden. Papieraluminium -Dünnfilme Vakuumbeschichtungsmaschine

Für eine bessere Partikelumgebung gibt es auch die vertikale Orientierungsoption für das Seitensputter. Sowohl die Kathoden als auch die Paletten sind vertikal und die Ablagerung ist lateral. Das Werkzeug- und Transportsystem wird wesentlich komplexer, um die Substrate auf der Palette zu halten und auch die Palette in dieser Ausrichtung zu bewältigen. Partikel fallen jedoch viel weniger auf die Kathode oder das Substrat.

In einer dieser Konfigurationen können alle verschiedenen Arten von Kathoden verwendet werden, wobei Magnetrone im Allgemeinen der beliebte planar oder einschloss sind. Und Strom kann eine der verschiedenen verfügbaren Arten sein, wie z. B. RF, MFAC, DC oder gepulste DC, wie für die Anwendung gewünscht. Optionale Stufen wie Sputteretch-, Wärme- oder Ionenquellen können ebenfalls in Anspruch genommen werden, und die gesamte Auswahl an Instrumenten und Steuerungen sind für metallische/leitfähige Beschichtungen, Dielektrika, optische Beschichtungen oder andere Sputteranwendungen verfügbar.

Obwohl es möglich ist, andere Typen zu verwenden, sind die Kathoden in solchen Systemen rechteckig. In der Regel befindet sich die lange Achse der rechteckigen Kathode über die Kammer und die Kurzachse entlang der Richtung des Palettenreisens. Und obwohl es möglich ist, Kathoden für absichtlich nicht einheitliche Beschichtung zu konfigurieren, möchte die große Mehrheit der Benutzer, dass ihre Substrate einheitlich beschichtet werden. In einem Inline-System, während wir diskutieren, hängt die Gleichmäßigkeit der Palettenreise von der Stabilität der Kathodenleistung und des Kammerdrucks/Gasgemisches zusammen mit der Stabilität der Transportgeschwindigkeit und schließlich der Start-/Stopppositionen vor und hinter der Ablagerungszone ab.

Für eine einzelne Palette oder für die und die letzte Palette in einer Tipp zum Schwanz kontinuierlich muss die Startposition (sowie die Stoppposition) weit genug von direkt unter dem Ziel entfernt sein, um zu vermeiden, dass die ungeplante Ablagerung während einer Stabilisierungsperiode vor dem Senden vor dem Start des Scans eingehalten wird. Alle Starts, Stopps oder Umkehrungen der Scan -Richtung sollten außerhalb der tatsächlichen Abscheidungszone stattfinden, und der Scan sollte durch die Ablagerungszone konstant und ununterbrochen sein. Scans können in beide Richtungen einzeln sein oder hin und her sein, um dickere Beschichtungen aufzubauen.

Drei und vier Zielsysteme sind weit verbreitet, und die Kammerlänge kann erhöht werden, um zusätzliche Quellen nach Bedarf aufzunehmen. Mit genügend Netzteilen können mehrere Ziele gleichzeitig in einem einzigen Pass verwendet werden. Mit unterschiedlichen Zielmaterialien auf den Kathoden können mehrere Schichten in einem einzigen Pass abgelagert werden, oder mit doppelten Zielen können dickere Beschichtungen in einem einzigen Pass erreicht werden.

Die Gleichmäßigkeit der anderen Achse, senkrecht zur Palettenscanrichtung, wird durch die Leistung der Kathode bestimmt, einschließlich, insbesondere bei reaktivem Sputter, mögliche Gasverteilungsprobleme. Bei Magnetronen können die Platzierung und Stärke der Magnete sowohl die Zielnutzung als auch die inhärente Gleichmäßigkeit beeinflussen, und normalerweise besteht ein Kompromiss zwischen diesen beiden Aspekten. In der Mitte der Länge des Ziels sind sowohl die Gleichmäßigkeit als auch die Nutzung normalerweise ziemlich gut, aber an den Enden, wo sich der Erosionspfad "Race Track" umdreht, wird die Ablagerungsrate und die resultierende Filmdicke abfallen, es sei denn, Magneten werden angepasst, um auszugleichen. Wenn dies jedoch der Erosionskanal ausgleichen, wird der Erosionskanal. Platte).

Die Tipp zur Schwanzverarbeitung in den größeren Multi -Paletten -Systemen ist auch für die Nutzung des Zielmaterials sehr vorteilhaft, um mehr über Ihre Substrate und weniger Schilde und andere Kammerteile zu erhalten. In einem einzelnen Palettensystem ist die Bleipalette die einzige Palette, und da sie die Ablagerungszone verlässt, muss sie weiter scannen, bis die hintere Kante - der Schwanz - ganz draußen ist, wobei das Ziel die ganze Zeit immer noch brennt, was einen Teil des Zielmaterials effektiv verschwendet.

Bei der Annäherung an die Spitze zu Schwanz gibt es nur eine kurze Lücke zwischen einem Schwanz und der nächsten Spitze, und dann fährt das Material erneut auf eine "lebende" Palette voller Substrate, wobei eine neue Palette eingeht, wenn die Palette die Ablagerungszone verlässt.

Am oberen Ende der Vielseitigkeit kann durch die Zugabe von Schlitzventilen zur Isolierung von Prozessabschnitten in Kombination mit einer ausgefeilten Automatisierungsregelung verschiedene Abschnitte gleichzeitig mit unterschiedlichen Gasumgebungen (Druck- und Gasgemisch) betrieben werden, und möglicherweise eine direkte Sputtern von einer Schicht auf einem Palett in einem Pallet in einem separaten Abschnitt. Inline-Sputtersysteme können so angepasst werden, dass eine breite Palette von Prozessanforderungen und Substratgrößen berücksichtigt wird.