Cercetări privind tehnologia de sputtering Magnetron- Ningbo Danko Vacuum Technology Co., Ltd.

1,1 tensiune și putere

Dacă tensiunea aplicată este modificată în intervalul de presiune în care gazul poate fi ionizat, impedanța plasmei în circuit se va schimba în consecință, determinând schimbarea curentului în gaz. Modificarea curentului în gaz poate crea mai mulți sau mai puțini ioni care ating ținta pentru a controla rata de sputtering.

În general: creșterea tensiunii crește rata de ionizare. Acest lucru va crește curentul, astfel încât va provoca o scădere a impedanței. Când tensiunea va fi crescută, scăderea impedanței va crește mult curentul, adică puterea va fi mult crescută. Dacă presiunea gazului este constantă și viteza cu care se deplasează substratul sub sursa de sputtering este constantă, atunci cantitatea de material depusă pe substrat este determinată de puterea aplicată circuitului. În intervalul utilizat în produsele acoperite cu vonardenne, există o relație liniară între creșterea puterii și creșterea ratei sputterului.

1.2 Mediu de gaz

Sistemul de vid și sistemul de gaze de proces controlează împreună mediul gazelor.

În primul rând, o pompă de vid atrage corpul camerei la un vid ridicat (aproximativ 10-torr). Gazul de proces este apoi încărcat de sistemul de gaze de proces (inclusiv regulatorii de presiune și controlul debitului) pentru a reduce presiunea gazului la aproximativ 2x10-3torr. Pentru a asigura calitatea corespunzătoare a aceluiași film, gazul de proces trebuie să fie de 99,995% pur. În sputteringul reactiv, amestecarea unei cantități mici de gaz inert (de exemplu, argon) în gazul reactiv poate crește rata de sputtering.

1.3 Presiunea gazului

Reducerea presiunii gazelor la un anumit punct crește calea medie liberă a ionilor, ceea ce la rândul său permite mai multor ioni să lovească catodul cu suficientă energie pentru a bombarda particulele, adică crește rata de sputtering. Dincolo de acest punct, cantitatea de ionizare scade din cauza prea puține molecule care participă la coliziune, ceea ce duce la o scădere a ratei de sputtering. Dacă presiunea gazului este prea mică, plasma este stinsă și se oprește sputtering. Creșterea presiunii de gaz crește rata de ionizare, dar reduce și calea medie liberă a atomilor sputter, ceea ce reduce și rata de sputtering. Intervalul de presiune a gazului peste care poate fi obținută rata maximă de depunere este foarte restrânsă. Dacă se efectuează sputtering reactiv, deoarece este consumat continuu, noile sputtering reactive trebuie reumplute într -un ritm adecvat pentru a menține o rată de depunere uniformă.

1.4 Viteza de transmisie

Mișcarea substratului de sticlă sub catod este efectuată cu ajutorul unei unități. Viteza mică de acționare permite sticla să treacă mai mult în gama de catod, ceea ce permite depunerea straturilor mai groase. Cu toate acestea, pentru a asigura uniformitatea stratului de film, viteza de transmisie trebuie menținută constantă.

Vitezele tipice de transmisie în zona de acoperire variază de la 0 la 600 inci pe minut (aproximativ 0 până la 15,24 metri). Intervalul de funcționare tipic este cuprins între 90 și 400 de centimetri pe minut (aproximativ 2,286 până la 10,16 metri), în funcție de materialul de acoperire, puterea, numărul de catodii și tipul de acoperire.

1,5 distanță și viteză și aderență

Pentru rata maximă de depunere și aderența îmbunătățită a filmului, substratul trebuie plasat cât mai aproape de catod, fără a deteriora descărcarea de strălucire în sine. Căile libere medii ale particulelor sputite și ale moleculelor de gaz (și ionilor) joacă, de asemenea, un rol. Pe măsură ce distanța dintre substrat și catod crește, probabilitatea coliziunilor crește, astfel încât capacitatea particulelor sputtered de a ajunge la substrat scade. Prin urmare, pentru rata maximă de depunere și cea mai bună aderență, substratul trebuie plasat cât mai aproape de catod.

2 Parametrii sistemului

Procesul este afectat de mulți parametri. Unele dintre ele pot fi schimbate și controlate în timpul funcționării procesului; în timp ce alții, deși fixați, pot fi, în general, controlate într -un anumit interval înainte de funcționarea procesului. Doi parametri fixi importanți sunt: structura țintă și câmpul magnetic.

2.1 Structura țintă

Fiecare țintă individuală are propria structură internă și orientarea particulelor. Datorită diferențelor de structură internă, două ținte care par identice pot prezenta rate de sputtering mult diferite. Acest lucru ar trebui să fie remarcat în special în operațiunile de acoperire în care sunt utilizate ținte noi sau diferite. Dacă toate blocurile țintă au o structură similară în timpul procesării, reglarea sursei de alimentare, creșterea sau scăderea puterii, după cum este necesar, poate compensa aceasta. În cadrul unui set de ținte, se produc și diferite rate de pulverizare datorită diferitelor structuri de particule. Procesul de prelucrare poate provoca diferențe în structura internă a țintei, astfel încât chiar și ținte ale aceleiași compoziții de aliaj vor avea diferențe în ratele de sputtering.

De asemenea, parametrii precum structura cristalului, structura cerealelor, duritatea, stresul și impuritățile blocului țintă pot afecta rata de sputtering, ceea ce poate duce la defecte asemănătoare cu strek asupra produsului. Acest lucru necesită, de asemenea, atenție în timpul acoperirii. Cu toate acestea, această situație nu poate fi rezolvată decât prin înlocuirea țintei.

Zona de epuizare a țintei în sine provoacă, de asemenea, rate de pulverizare relativ scăzute. În acest moment, pentru a obține un strat de film bun, viteza de putere sau de transmisie trebuie reajustată. Deoarece viteza este esențială pentru un produs, ajustarea standard și adecvată este de a crește puterea.

2.2 Câmp magnetic

Câmpul magnetic utilizat pentru a captura electronii secundari trebuie să fie consecvenți pe suprafața țintă, iar rezistența câmpului magnetic trebuie să fie adecvată. Câmpurile magnetice neuniforme produc straturi neuniforme. Dacă rezistența câmpului magnetic nu este adecvată (de exemplu, prea scăzută), atunci chiar și aceeași rezistență a câmpului magnetic va duce la rate lente de depunere a filmului și posibile sputtering la capul șurubului. Aceasta poate contamina membrana. Dacă rezistența câmpului magnetic este prea mare, rata de depunere poate fi foarte mare la început, dar această rată va scădea rapid la un nivel foarte scăzut din cauza zonei gravate. De asemenea, această zonă gravată are ca rezultat, de asemenea, o rată de utilizare mai mică a țintei.

2.3 Parametri variabili

În timpul procesului de sputtering, controlul dinamic al procesului poate fi efectuat prin modificarea acestor parametri. Acești parametri variabili includ: putere, viteză, tip de gaz și presiune.

3.1 Putere

Fiecare catod are propria sa sursă de putere. În funcție de dimensiunea catodului și a proiectării sistemului, puterea poate varia de la 0 la 150kW (nominal). Sursa de alimentare este o sursă de curent constant. În modul de control al puterii, puterea este fixată în timp ce tensiunea este monitorizată, iar puterea constantă este menținută prin modificarea curentului de ieșire. În modul de control curent, curentul de ieșire este fixat și monitorizat, în timp ce tensiunea poate fi reglată. Cu cât este mai mare puterea aplicată, cu atât rata de depunere este mai mare.

3,2 viteză

O altă variabilă este viteza. Pentru acoperișurile cu un singur capăt, viteza de transmisie a zonei de acoperire poate fi selectată de la 0 la 600 inci pe minut (aproximativ 0 până la 15,24 metri). Pentru acoperișurile cu capăt dublu, viteza de transmisie a zonei de acoperire poate fi selectată de la 0 la 200 inci pe minut (aproximativ 0 până la 5,08 metri). La o anumită rată de sputtering, viteze mai mici de acționare indică filme mai groase depuse.

3.3 GAS

Ultima variabilă este gazul. Două dintre cele trei gaze pot fi selectate pentru utilizare ca gaz principal și gazul auxiliar. Între ele, raportul dintre oricare două poate fi, de asemenea, ajustat. Presiunea gazului poate fi controlată între 1 ~ 5x 10-3torr.

3.4 Relația dintre catod/substrat

În mașina de acoperire a sticlei curbate, un alt parametru care poate fi reglat este distanța dintre catod și substrat. Nu există catoduri reglabile în acoperișuri de sticlă plană.

Evaporare termică și Mașină de acoperire cu sputtering cu magnetron