Caracteristici ale sistemelor de sputtering în linie

Un sistem de sputtering din PVD „în linie” este unul în care substraturile trec liniar sub unul sau mai mulți catodi sputter pentru a-și achiziționa acoperirea cu film subțire. În mod normal, substraturile sunt încărcate pe un transportator sau palet pentru a facilita această mișcare, iar unele sisteme mai mici gestionează doar o paletă pe lot. Sistemele mai mari pot avea capacitatea de a gestiona mai mulți paleți prin utilizarea manipulatorilor de palete stației de capăt care trimit și primesc un palet după altul într -un convoi continuu care trece prin subsistemul de transport, vârful fiecăruia care urmează în spatele cozii anterioare.

Configurația comună, și cel mai puțin complexă, este de a avea paletele și catodii orizontali cu catodii în partea de sus și substraturi pe partea de jos, într -o orientare în jos. În acest mod, gravitația este de obicei singurul lucru care ține substraturile pe paleți și, de asemenea, singurul lucru care ține paleții pe mecanismul de transport, care pot fi doar lanțuri care circulă de -a lungul șinelor laterale prin camera de vid.

Acest aranjament orizontal se poate face și cu catodii pe partea de jos și substraturile de sus pentru o orientare a sputter -ului, dar, evident, acest lucru complică oarecum instrumentul, necesitând acum mijloace mecanice de menținere a substraturilor în loc, astfel încât acestea să nu cadă. Pentru acoperirea cu o singură față, aceasta nu este o configurație foarte frecventă, dar uneori se face pentru acoperirea cu două fețe, cu catodii atât deasupra cât și sub paleți. În acest caz, paletele au deschideri adecvate pentru a ține substraturile, astfel încât părțile inferioare să poată primi acoperirea sputter în sus de la catodul inferior, în același timp, partea superioară primește acoperirea sputter în jos din catodul superior.

Dar orizontală are un dezavantaj în ceea ce privește particulele. În modul Sputter Down, particulele care sunt generate în interiorul camerei pot ateriza cu ușurință pe substraturi și se încorporează în film - și care este obligat să apară. Sistemele de depunere sunt oarecum auto -contaminante cu alte locuri de obținute materiale decât doar pe substraturi. Cea mai mare problemă de întreținere de rutină este menținerea lucrurilor curate. În orientarea Sputter Up, aceste particule nu se urcă pe substraturi, ci pot ateriza pe ținte și pot fi re-sputter. Mașină de acoperire a vidului din aluminiu din aluminiu

Deci, pentru un mediu de particule mai bun, există și opțiunea de orientare verticală pentru sputtering -ul lateral. Atât catodii, cât și paleții sunt verticale, iar depunerea este laterală. Sistemul de scule și de transport devine substanțial mai complex pentru a menține substraturile pe palet și, de asemenea, să se ocupe de paleta în acea orientare, dar particulele sunt mult mai puțin susceptibile să cadă fie pe catod, fie pe substrat.

În oricare dintre aceste configurații, toate tipurile de catodii pot fi utilizate, magnetorii fiind în general cele mai populare, fie plane, fie insert. Iar puterea poate fi oricare dintre diferitele tipuri disponibile, cum ar fi RF, MFAC, DC sau DC pulsat, după cum se dorește pentru aplicație. Etapele opționale, cum ar fi sursele de stropire, căldură sau ioni pot fi, de asemenea, cazate, iar gama completă de instrumente și controale sunt disponibile pentru acoperiri metalice/conductive, dielectrice, acoperiri optice sau alte aplicații de sputter.

Deși este posibil să se utilizeze alte tipuri, catodii din astfel de sisteme sunt dreptunghiulare. De regulă, axa lungă a catodului dreptunghiular se află de -a lungul camerei, iar axa scurtă este de -a lungul direcției de deplasare a paletului. Și, deși este posibilă configurarea catodilor pentru acoperirea intenționată non -uniformă, marea majoritate a utilizatorilor doresc ca substraturile lor să fie acoperite uniform. Într-un sistem în linie, după cum discutăm, uniformitatea în direcția călătoriei paletei depinde de stabilitatea puterii catodului și a amestecului de presiune/gaz a camerei, împreună cu stabilitatea vitezei de transport, și în final pozițiile de pornire/oprire în fața și în spatele zonei de depunere.

Pentru o singură paletă sau pentru ultimul palet într-un vârf până la coada continuă, poziția de pornire (precum și poziția de oprire) trebuie să fie suficient de departe de direct sub țintă pentru a evita acumularea depunerii neplanificate în timpul oricărei perioade de stabilizare pre-sputter, înainte de începerea scanării. Orice pornire, oprire sau inversare a direcției de scanare ar trebui să aibă loc în afara zonei de depunere reală, iar scanarea ar trebui să fie constantă și neîntreruptă prin zona de depunere. Scanările pot fi o singură trecere în ambele direcții sau pot fi înainte și înapoi pentru a construi acoperiri mai groase.

Trei și patru sisteme țintă sunt destul de frecvente, iar lungimea camerei poate fi crescută pentru a găzdui surse suplimentare, după cum este necesar. Cu suficiente surse de alimentare, mai multe ținte pot fi utilizate simultan într -o singură trecere. Cu diferite materiale țintă pe catodii, mai multe straturi pot fi astfel depuse într -o singură trecere, sau cu ținte duplicate, acoperiri mai groase pot fi obținute într -o singură trecere.

Uniformitatea în cealaltă axă, perpendiculară pe direcția de scanare a paletei, este determinată de performanța catodului, inclusiv, în special pentru sputtering reactiv, posibile probleme de distribuție a gazelor. Cu magnetorii, plasarea și rezistența magneților pot afecta atât utilizarea țintă, cât și uniformitatea inerentă și, în mod normal, există o tranzacție între aceste două aspecte. Along the center of the target's length, both uniformity and utilization are normally quite good, but at the ends, where the "race track" erosion path turns around, the deposition rate and resulting film thickness will drop off unless magnets are adjusted to compensate, but if that is done the erosion channel gets deeper there and that reduces target utilization (the percentage of the total target mass that can be sputtered off before the deepest erosion point breaks through to the placă de rezervă).

Sfatul pentru procesarea cozii în sistemele mai mari de palete este, de asemenea, destul de benefic pentru utilizarea materialelor țintă în ceea ce privește obținerea mai mult pe substraturile dvs. și mai puțin pe scuturi și alte piese de cameră. Într -un singur sistem de paleți, paleta de plumb este singura paletă, iar pe măsură ce părăsește zona de depunere, trebuie să continue să scaneze până când marginea de tracțiune - coada - este până la capăt, ținta încă arzând tot timpul, ceea ce pierde efectiv o parte din materialul țintă.

În abordarea cu vârful cozii, există doar un decalaj scurt între o coadă și următorul vârf și apoi materialul merge din nou pe un palet „live” plin de substraturi, cu un nou palet care intră pe măsură ce paleta iese în zona de depunere, există multe variabile care pot afecta acest număr, dar, ca o regulă a degetului, vârful abordării cozii poate fi aproape de două ori mai eficient în ceea ce privește utilizarea materialelor, cât și paletul unic.

La capătul înalt al versatilității, adăugarea de supape cu fante pentru a izola secțiunile de proces, combinate cu un control sofisticat de automatizare, poate face posibilă funcționarea simultană a diferitelor secțiuni cu diferite medii de gaz (presiune și amestec de gaze), poate să spulbească direct un strat pe un palet într -o secțiune, în timp ce, în timp ce scrâșnind simultan reacționar. Sistemele de sputter în linie pot fi personalizate pentru a se adapta unei game largi de cerințe de proces și dimensiuni ale substratului.