Forskning i magnetron sputtering -teknologi- Ningbo Danko Vacuum Technology Co., Ltd.

1.1 Spænding og strøm

Hvis den påførte spænding ændres inden for trykområdet, hvor gassen kan ioniseres, ændres impedansen af plasmaet i kredsløbet i overensstemmelse hermed, hvilket får strømmen i gassen til at ændre sig. Ændring af strømmen i gassen kan skabe flere eller færre ioner, der rammer målet for at kontrollere sputteringshastigheden.

Generelt: Forøgelse af spændingen øger ioniseringshastigheden. Dette vil øge strømmen, så det vil forårsage et fald i impedansen. Når spændingen øges, øges faldet i impedans i høj grad strømmen i høj grad, dvs. strømmen øges meget. Hvis gastrykket er konstant, og den hastighed, hvormed underlaget bevæger sig under sputterkilden, er konstant, bestemmes mængden af materiale, der er afsat på underlaget, af den effekt, der påføres kredsløbet. I det område, der blev anvendt i Vonardenne -coatede produkter, er der et lineært forhold mellem strømforøgelse og sputterhastighedsforøgelse.

1.2 Gasmiljø

Vakuumsystemet og procesgassystemet kontrollerer sammen gasmiljøet.

Først trækker en vakuumpumpe kammerlegemet til et højt vakuum (ca. 10-torr). Procesgassen oplades derefter af procesgassystemet (inklusive tryk- og flowkontrolregulatorer) for at reducere gastrykket til ca. 2x10-3Torr. For at sikre den korrekte kvalitet af den samme film, skal procesgassen være 99,995% ren. Ved reaktiv sputtering kan blanding af en lille mængde af en inert gas (f.eks. Argon) i den reaktive gas øge sputteringshastigheden.

1,3 gastryk

At reducere gastrykket til et bestemt punkt øger den gennemsnitlige frie sti for ionerne, hvilket igen giver flere ioner mulighed for at ramme katoden med nok energi til at bombardere partiklerne ud, dvs. øge sputteringshastigheden. Ud over dette punkt falder mængden af ionisering på grund af for få molekyler, der deltager i kollisionen, hvilket resulterer i et fald i sputteringshastigheden. Hvis gastrykket er for lavt, slukkes plasmaet og stopper. Forøgelse af gastrykket øger ioniseringshastigheden, men reducerer også den gennemsnitlige frie sti for de sputterede atomer, hvilket også reducerer sputteringshastigheden. Det gastryksområde, som den maksimale afsætningshastighed kan opnås, er meget smal. Hvis der udføres reaktiv sputtering, da den kontinuerligt forbruges, skal der genopfyldes ny reaktiv sputtering i en passende hastighed for at opretholde en ensartet afsætningshastighed.

1,4 transmissionshastighed

Bevægelsen af glasunderlaget under katoden udføres ved hjælp af et drev. Den lave drevhastighed gør det muligt for glasset at passere længere i katodeområdet, hvilket gør det muligt at deponere tykkere lag. For at sikre filmlagets ensartethed skal transmissionshastigheden imidlertid holdes konstant.

Typiske transmissionshastigheder i belægningsområdet spænder fra 0 til 600 tommer pr. Minut (ca. 0 til 15,24 meter). Det typiske driftsområde er mellem 90 til 400 tommer pr. Minut (ca. 2,286 til 10,16 meter), afhængigt af belægningsmaterialet, strømmen, antallet af katoder og type belægning.

1,5 afstand og hastighed og vedhæftning

For maksimal afsætningshastighed og forbedret filmadhæsion skal underlaget placeres så tæt på katoden som muligt uden at beskadige selve glødudladningen. De gennemsnitlige frie stier af sputterede partikler og gasmolekyler (og ioner) spiller også en rolle. Når afstanden mellem underlaget og katoden øges, øges sandsynligheden for kollisioner, så de sputrede partiklers evne til at nå underlaget falder. Derfor skal underlaget for maksimal afsætningshastighed og bedste vedhæftning placeres så tæt på katoden som muligt.

2 systemparametre

Processen påvirkes af mange parametre. Nogle af dem kan ændres og kontrolleres under procesdrift; mens andre, selv om de er faste, generelt kan kontrolleres inden for et bestemt interval inden procesdrift. To vigtige faste parametre er: målstruktur og magnetfelt.

2.1 Målstruktur

Hvert individuelt mål har sin egen interne struktur og partikelorientering. På grund af forskelle i intern struktur kan to mål, der ser ud til at være identiske, udvise meget forskellige sputteringshastigheder. Dette skal især bemærkes i belægningsoperationer, hvor der anvendes nye eller forskellige mål. Hvis alle målblokke har en lignende struktur under behandling, kan justere strømforsyningen, øge eller reducere strømmen efter behov, kompensere for det. Inden for et sæt mål produceres også forskellige sputteringshastigheder på grund af forskellige partikelstrukturer. Bearbejdningsprocessen kan forårsage forskelle i den interne struktur af målet, så selv målrettet mod den samme legeringssammensætning vil have forskelle i sputteringshastigheder.

Ligeledes kan parametre som krystalstruktur, kornstruktur, hårdhed, stress og urenheder i målblokken påvirke sputteringshastigheden, hvilket kan resultere i stribe-lignende defekter på produktet. Dette kræver også opmærksomhed under belægning. Imidlertid kan denne situation kun løses ved at erstatte målet.

Selve måludtømmelseszonen forårsager også relativt lave sputteringshastigheder. På dette tidspunkt skal strømmen eller transmissionshastigheden for at få et godt filmlag justeres. Da hastighed er kritisk for et produkt, er standarden og passende justering at øge strømmen.

2.2 Magnetfelt

Det magnetiske felt, der bruges til at fange de sekundære elektroner, skal være konsistente på tværs af måloverfladen, og magnetfeltstyrken skal være passende. Ikke-ensartede magnetiske felter producerer ikke-ensartede lag. Hvis magnetfeltstyrken ikke er passende (f.eks. For lav), vil selv den samme magnetfeltstyrke resultere i langsom filmaflejringshastighed og mulig sputtering ved bolthovedet. Dette kan forurene membranen. Hvis magnetfeltstyrken er for høj, kan afsætningshastigheden være meget høj i begyndelsen, men denne hastighed falder hurtigt til et meget lavt niveau på grund af det ætset område. Ligeledes resulterer dette ætset område også i en lavere måludnyttelsesgrad.

2.3 Variable parametre

Under sputteringsprocessen kan dynamisk kontrol af processen udføres ved at ændre disse parametre. Disse variable parametre inkluderer: strøm, hastighed, type gas og tryk.

3.1 Strøm

Hver katode har sin egen strømkilde. Afhængig af størrelsen på katodens og systemdesign kan strømmen variere fra 0 til 150 kW (nominel). Strømforsyningen er en konstant strømkilde. I effektkontroltilstand fastgøres strømmen, mens spændingen overvåges, og den konstante effekt opretholdes ved at ændre udgangsstrømmen. I den aktuelle kontroltilstand fastgøres og overvåges outputstrømmen, mens spændingen kan justeres. Jo højere kraften påføres, jo større er afsætningshastigheden.

3.2 Hastighed

En anden variabel er hastighed. For enkelt-endte overtræk kan transmissionshastigheden for belægningszonen vælges fra 0 til 600 tommer pr. Minut (ca. 0 til 15,24 meter). For dobbelt-endte overtræk kan transmissionshastigheden for belægningszonen vælges fra 0 til 200 tommer pr. Minut (ca. 0 til 5,08 meter). I en given sputteringshastighed indikerer lavere drevhastigheder tykkere film deponeret.

3.3 gas

Den sidste variabel er gas. To af de tre gasser kan vælges til brug som hovedgas og hjælpegassen. Mellem dem kan forholdet mellem to to også justeres. Gastryk kan kontrolleres mellem 1 ~ 5x 10-3Torr.

3.4 Forholdet mellem katode/substrat

I den buede glasbelægningsmaskine er en anden parameter, der kan justeres, afstanden mellem katoden og underlaget. Der er ingen justerbare katoder i flade glasbelægere.

Termisk fordampning og magnetron sputtering coating maskine