Was sind planare Magnetrone in PVD -Beschichtungen?

Das planare Magnetron ist im Wesentlichen eine klassische "Diode" -Modus, die Kathode spottert, mit Zugabe eines dauerhaften Magnetarrays hinter der Kathode. Dieses Magnet -Array ist so angeordnet, dass das Magnetfeld in einem geschlossenen Pfad normal am elektrischen Feld ist und einen Grenze "Tunnel" bildet, der Elektronen fängt Medizinische Instrumentenbeschichtungsmaschine in der Nähe der Oberfläche des Ziels. Dieses Elektronen -Fangen verbessert die Effizienz der Gasionenbildung und schränkt das Entladungsplasma ein, wodurch ein höherer Strom bei niedrigerem Gasdruck ermöglicht wird und eine höhere Sputterabscheidungsrate für PVD -Beschichtungen (physische Dampfabscheidung) erreicht.

Es wurden verschiedene Magnetron -Sputterkathoden/Zielformen verwendet, aber die gemeinsamen kreisförmigen und rechteckigen. Rechteckige Magnetrone finden sich häufig in größerer Maßstäbe in Linien -Magnetron -Sputtersystemen, bei denen Substrate linear an den Zielen in irgendeiner Form von Förderband oder Träger vorbeikommen. Zirkuläre Magnetrone werden häufiger in kleineren konfokalen Batch -Systemen oder einzelner Waferstationen in Cluster -Tools gefunden.

Obwohl komplexere Muster durchgeführt werden können, haben Kathoden - einschließlich praktisch alle kreisförmigen und rechteckigen - ein einfaches konzentrisches Magnetmuster, wobei das Zentrum ein Pol und das Umfang im Gegenteil ist. Für das kreisförmige Magnetron wäre dies ein relativ kleiner runder Magnet in der Mitte und ein ringförmiger Ringmagnet von der entgegengesetzten Polarität um außen mit einer Lücke dazwischen.

Für das rechteckige Magnetron ist die Mitte normalerweise ein Stab in der Langenachse (aber weniger als die volle Länge) mit einem rechteckigen "Zaun" der entgegengesetzten Polarität bis hin zu einem Lücken dazwischen. Der Spalt ist der Ort, an dem sich das Plasma befindet, ein kreisförmiger Ring im kreisförmigen Magnetron oder eine längliche "Rennstrecke" im Rechteck. Beachten Sie, dass die Magnete insbesondere in größeren Kathoden eher mehrere einzelne Segmente als ein festes Stück sein können.
Da das Zielkathodenbeschichtungsmaterial in PVD verwendet wird und Material sputtern, können Sie diese charakteristischen Erosionsmuster auf der Zielfläche sehen. Tatsächlich ist der Erosionspfad im Falle von Magnetenproblemen wie fehlend, falsch ausgerichtet oder auf den Kopf gestellt, und dies kann ein guter diagnostischer Hinweis auf solche Probleme in Ihrer Magnetron -Sputterkathode sein.

Die Polorientierung der einzelnen Magnete muss so sein, dass in der Mitte ein Pol und der entgegengesetzte Pol am Umfang gebildet wird. Es gibt ein paar Möglichkeiten, dies zu tun. Die gemeinsame Installation der Nord- / Südpolen der Magnete senkrecht zur Ebene des Ziels, eines Pols zum Ziel und dem anderen Ende - das "freie" Ende / entgegengesetzte Pol - magnetisch an den anderen Magneten durch eine Polplatte aus magnetischem (normalerweise Eisen) überbrückt.
Der vollständige Magnetschaltkreis ist somit ein offener Nordpol eines Magneten (oder eine Kette einzelner Magnete, wenn nicht ein Stück) mit seinem gegenüberliegenden Südpol gekoppelt, der vom Magnetmaterial am Nordpol eines anderen gekoppelt ist, dessen Südpol dann offen ist. Diese beiden magnetisch gegenüberliegenden offenen Enden entsprechen dem Ziel und dem resultierenden Magnetfeld über der Oberfläche des Ziels, um den Elektronen -Fangen, das Plasma -Konzentrations -Tunnel zu bilden
Beachten Sie, dass das PVD -Magnetron entweder mit magnetischer Ausrichtung arbeitet - das Zentrum kann sich nördlich befinden und der Umfang kann südlich oder umgekehrt sein. In planaren Magnetron -Sputtersystemen gibt es jedoch mehrere Kathoden in einer ziemlich unmittelbaren Nähe zueinander, und Sie möchten nicht, dass zwischen den Zielen streunende Nord- / Südfelder gebildet werden.
Diese N/S -Magnetfelder sollten sich nur auf den Gesichtern der Ziele befinden und dort die gewünschten Magnettunnel bilden. Aus diesem Grund ist es sehr wünschenswert, sicherzustellen, dass alle Kathoden in einem System auf die gleiche Weise ausgerichtet sind, entweder alle nach Norden an ihren Umkäufern oder alle nach Süden an ihren Umkäufern. Und für Einrichtungen mit mehreren Sputtersystemen ist es ebenfalls wünschenswert, sie alle zu machen, sodass Kathoden sicher zwischen den Systemen ausgetauscht werden können, ohne sich um die Magnetausrichtung zu sorgen.