Hvad er plane magnetoner i PVD -belægninger?

Den plane magnetron er i det væsentlige en klassisk "diode" -tilstand, der sputterer katode med tilsætning af en permanent magnetarray bag katoden. Denne magnetarray er arrangeret, så magnetfeltet er normalt for det elektriske felt på en lukket sti og danner en grænse "tunnel", der fælder elektroner Medicinsk instrumentbelægningsmaskine nær overfladen af ​​målet. Denne elektronfangst forbedrer effektiviteten af ​​dannelse af gasion og begrænser udladningsplasmaet, hvilket tillader højere strøm ved lavere gastryk og opnår en højere sputteraflejringshastighed for PVD (fysisk dampaflejring) belægninger.

Flere forskellige magnetron -sputterende katode/målformer er blevet anvendt, men de almindelige er cirkulære og rektangulære. Rektangulære magnetoner findes ofte i større skala i linjemagnetron -sputteringssystemer, hvor substrater scanner lineært forbi målene på en eller anden form for transportbånd eller bærer. Cirkulære magnetoner findes mere almindeligt i mindre skala -konfokale batch -systemer eller enkelt skivestationer i klyngeværktøjer.

Selvom der kan udføres mere komplekse mønstre, har katoder - inklusive stort set alle cirkulære og rektangulære mønster - et simpelt koncentrisk magnetmønster, hvor midten er en pol og omkredsen det modsatte. For den cirkulære magnetron ville dette være en relativt lille runde magnet i midten og en ringformet ringmagnet af den modsatte polaritet omkring ydersiden med et hul imellem.

For den rektangulære magnetron er midten af ​​en stang ned ad den lange akse (men mindre end den fulde længde) med et rektangulært "hegn" af den modsatte polaritet hele vejen rundt om det med et hul imellem. Kløften er, hvor plasmaet vil være, en cirkulær ring i den cirkulære magnetron eller en langstrakt "racerbane" i det rektangulære. Bemærk, at især i større katoder kan magneterne være flere individuelle segmenter snarere end et solidt stykke.
Når målkatodebelægningsmaterialet bruges i PVD og materiale sputters off, vil du være i stand til at se disse karakteristiske erosionsmønstre på målfladen. Faktisk i tilfælde af magnetproblemer, såsom manglende, forkert justeret eller på hovedet, vil erosionsstien være unormal, og dette kan være en god diagnostisk indikation af sådanne problemer inden for din magnetron -sputtering -katode.

Polorienteringen af ​​de individuelle magneter skal være sådan, at der dannes en pol i midten og den modsatte pol ved omkredsen. Der er et par måder at gøre dette på. Det almindelige er at installere magneterne 'nord / sydpoler vinkelret på målet af målet, den ene pol mod målet og den anden ende - det "frie" ende / modsatte pol - magnetisk broede til de andre magneter med en polplade lavet af magnetisk (normalt hård) materiale.
Det komplette magnetiske kredsløb er således en åben nordpol af en magnet (eller en kæde af individuelle magneter, hvis ikke et stykke) med dets modsatte sydpol koblet af magnetmaterialet til Nordpolen til en anden, hvis sydpol derefter er åben. Disse to magnetisk modsatte åbne ender vender mod målet og de resulterende magnetfeltbuer over målets overflade til at danne elektronfangst, plasmakoncentrerende tunnel
Bemærk, at PVD -magnetronen fungerer med enten magnetisk justering - centret kan være nord, og omkredsen kan være syd, eller omvendt. I plane magnetron -sputteringssystemer er der imidlertid flere katoder i forholdsvis nærhed til hinanden, og du vil ikke have omstrejfende nord / sydfelter dannet mellem målene.
Disse N/S Magnetron -magnetiske felter skal kun være på målets ansigter og danne de ønskede magnetiske tunneler der. Af denne grund er det helt ønskeligt at sikre, at alle katoder i et system er på linje på samme måde, enten alle nord på deres perimetre eller alle syd på deres perimetre. Og for faciliteter med flere sputtersystemer er det ligeledes ønskeligt at gøre dem alle de samme, så katoder sikkert kan udveksles mellem systemerne uden at bekymre sig om magnetjustering.