Fitur sistem sputtering in-line

Sistem sputtering PVD "in-line" adalah sistem di mana substrat melewati linier di bawah satu atau lebih katoda sputter untuk mendapatkan lapisan film tipis mereka. Biasanya substrat dimuat ke pembawa atau palet untuk memfasilitasi gerakan ini, dan beberapa sistem yang lebih kecil hanya menangani satu palet per run batch. Sistem yang lebih besar mungkin memiliki kemampuan menangani beberapa palet melalui penggunaan penangan palet stasiun akhir yang mengirim dan menerima satu palet demi konvoi yang berkelanjutan yang melewati subsistem transportasi, ujung masing -masing mengikuti di belakang ekor yang sebelumnya.

Konfigurasi yang umum, dan paling kompleks, adalah memiliki palet dan katoda horizontal dengan katoda di atas dan substrat di bagian bawah dalam orientasi yang tergagap. Dalam mode ini, gravitasi biasanya merupakan satu -satunya hal yang memegang substrat ke palet, dan juga satu -satunya hal yang memegang palet ke mekanisme transportasi, yang hanya bisa menjadi rantai yang berjalan di sepanjang rel samping melalui ruang vakum.

Pengaturan horizontal itu juga dapat dilakukan dengan katoda di bagian bawah dan substrat di atas untuk orientasi sputter up, tetapi jelas ini mempersulit perkakas, sekarang membutuhkan cara mekanis untuk menjaga substrat tetap di tempat sehingga tidak jatuh. Untuk lapisan satu sisi, ini bukan konfigurasi yang sangat umum, tetapi kadang -kadang dilakukan untuk lapisan dua sisi, dengan katoda baik di atas maupun di bawah palet. Palet dalam kasus ini memiliki bukaan yang tepat untuk menahan substrat sehingga sisi bawah dapat menerima lapisan sputter dari katoda bawah pada saat yang sama sisi atas mendapatkan sputter turun lapisan dari katoda atas.

Tetapi horizontal memang memiliki kelemahan dalam hal partikulat. Dalam mode sputter down, partikel yang dihasilkan di dalam ruang dapat dengan mudah mendarat di substrat dan tertanam dalam film - dan itu pasti akan terjadi. Sistem deposisi agak terkontaminasi dengan material mendapatkan tempat selain hanya pada substrat. Masalah pemeliharaan rutin terbesar adalah menjaga kebersihan. Dalam orientasi sputter, partikel-partikel itu tidak mendapatkan substrat, tetapi dapat mendarat di target dan tergagap kembali. Kertas Aluminium Thin Films Vacuum Coating Machine

Jadi untuk lingkungan partikulat yang lebih baik, ada juga opsi orientasi vertikal untuk sputtering samping. Baik katoda dan palet vertikal, dan deposisi lateral. Sistem perkakas dan transportasi menjadi lebih kompleks secara substansial untuk menjaga substrat pada palet dan juga menangani palet dalam orientasi itu, tetapi partikel jauh lebih kecil kemungkinannya untuk jatuh ke katoda atau substrat.

Dalam salah satu konfigurasi ini, semua berbagai jenis katoda dapat digunakan, dengan magnetron umumnya menjadi populer, baik planar atau inset. Dan daya dapat berupa berbagai jenis yang tersedia seperti RF, MFAC, DC, atau DC berdenyut seperti yang diinginkan untuk aplikasi. Tahap opsional seperti etsa sputter, panas, atau sumber ion juga dapat ditampung, dan beragam instrumentasi dan kontrol tersedia untuk pelapis logam/konduktif, dielektrik, pelapis optik atau aplikasi sputter lainnya.

Meskipun dimungkinkan untuk menggunakan jenis lain, dari katoda dalam sistem tersebut adalah persegi panjang. Sebagai aturan, sumbu panjang katoda persegi panjang melintasi ruang dan sumbu pendek berada di sepanjang arah perjalanan palet. Dan, meskipun dimungkinkan untuk mengonfigurasi katoda untuk lapisan yang tidak seragam yang sengaja, sebagian besar pengguna ingin substrat mereka dilapisi secara seragam. Dalam sistem in-line seperti yang sedang kita diskusikan, keseragaman ke arah perjalanan palet tergantung pada stabilitas daya katoda dan campuran tekanan/gas, bersama dengan stabilitas kecepatan transportasi, dan akhirnya posisi mulai/berhenti di depan dan di belakang zona deposisi.

Untuk palet tunggal, atau untuk palet dan terakhir di ujungnya untuk mengulang, posisi mulai (serta posisi berhenti) harus cukup jauh dari langsung di bawah target untuk menghindari pengendapan yang tidak direncanakan selama periode stabilisasi pra-sputter, sebelum memulai pemindaian. Setiap awal, berhenti, atau pembalikan arah pemindaian harus dilakukan di luar zona pengendapan yang sebenarnya dan pemindaian harus stabil dan tidak terputus melalui zona pengendapan. Pemindaian dapat berupa lintasan tunggal di kedua arah, atau bisa bolak -balik untuk membangun lapisan yang lebih tebal.

Tiga dan empat sistem target cukup umum, dan panjang ruang dapat ditingkatkan untuk mengakomodasi sumber tambahan sesuai kebutuhan. Dengan catu daya yang cukup, beberapa target dapat secara bersamaan digunakan dalam satu operan. Dengan bahan target yang berbeda pada katoda, dengan demikian banyak lapisan dapat disimpan dalam satu pass, atau dengan target duplikat, lapisan yang lebih tebal dapat dicapai dalam satu pass.

Keseragaman pada sumbu lain, tegak lurus terhadap arah pemindaian palet, ditentukan oleh kinerja katoda, termasuk, terutama untuk sputtering reaktif, kemungkinan masalah distribusi gas. Dengan magnetron, penempatan dan kekuatan magnet dapat memengaruhi pemanfaatan target dan keseragaman yang melekat, dan biasanya ada pertukaran antara kedua aspek tersebut. 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 pelat backing).

Pemrosesan tip ke ekor dalam sistem multi palet yang lebih besar juga cukup bermanfaat untuk pemanfaatan material target dalam hal mendapatkan lebih banyak pada substrat Anda dan lebih sedikit pada perisai dan bagian ruang lainnya. Dalam satu sistem palet, palet timbal adalah satu -satunya palet, dan karena meninggalkan zona deposisi, ia harus terus memindai sampai tepi trailing - ekor - adalah semua jalan keluar, dengan target masih membakar sepanjang waktu, yang secara efektif membuang beberapa bahan target.

Dalam pendekatan ujung ke ekor, hanya ada celah pendek antara satu ekor dan ujung berikutnya dan kemudian material sekali lagi masuk ke palet "hidup" penuh dengan substrat, dengan palet baru yang masuk saat palet keluar dari zona deposisi ada banyak variabel yang dapat mempengaruhi angka ini, tetapi sebagai aturan jempol, pendekatan ujungnya dapat hampir dua kali lipat dalam penggunaan material sebagai penggunaan material.

Pada ujung fleksibilitas, penambahan katup celah untuk mengisolasi bagian proses, dikombinasikan dengan kontrol otomatisasi yang canggih, dapat memungkinkan untuk mengoperasikan bagian yang berbeda secara bersamaan dengan lingkungan gas yang berbeda (tekanan dan campuran gas), mungkin sputtering langsung satu lapisan pada palet di bagian satu, sementara secara bersamaan secara reaktif sputtering sputtering yang berbeda pada lapisan lain di bagian palet di bagian satu. Sistem sputter in-line dapat disesuaikan untuk mengakomodasi berbagai persyaratan proses dan ukuran substrat.