Apa itu magnetron planar dalam pelapis PVD?

Magnetron planar, pada dasarnya, adalah katoda sputtering "dioda" klasik dengan penambahan array magnet permanen di belakang katoda. Array magnet ini diatur sehingga medan magnet normal ke medan listrik di jalur tertutup dan membentuk "terowongan" batas yang menjebak elektron Mesin pelapis instrumen medis di dekat permukaan target. Perangkap elektron ini meningkatkan efisiensi pembentukan ion gas dan membatasi plasma pelepasan, memungkinkan arus yang lebih tinggi pada tekanan gas yang lebih rendah dan mencapai laju deposisi sputter yang lebih tinggi untuk pelapis PVD (deposisi uap fisik).

Beberapa bentuk katoda/target magnetron yang berbeda telah digunakan, tetapi yang umum melingkar dan persegi panjang. Magnetron persegi panjang sering ditemukan dalam skala yang lebih besar dalam sistem sputtering magnetron di mana substrat memindai secara linear melewati target pada beberapa bentuk sabuk atau pembawa konveyor. Magnetron melingkar lebih umum ditemukan dalam sistem batch confocal skala yang lebih kecil atau stasiun wafer tunggal dalam alat cluster.

Meskipun pola yang lebih kompleks dapat dilakukan, katoda - termasuk hampir semua yang melingkar dan persegi panjang - memiliki pola magnet konsentris sederhana dengan pusat menjadi satu kutub dan perimeter sebaliknya. Untuk magnetron melingkar, ini akan menjadi magnet bundar yang relatif kecil di tengah, dan magnet cincin annular dari polaritas yang berlawanan di sekitar luar dengan celah di antaranya.

Untuk magnetron persegi panjang, pusatnya biasanya merupakan batang di atas sumbu panjang (tetapi kurang dari panjang penuh) dengan "pagar" persegi panjang dari polaritas yang berlawanan sepanjang jalan di sekitarnya dengan celah di antaranya. Kesenjangan adalah tempat plasma akan berada, cincin melingkar dalam magnetron melingkar atau "lintasan balap" yang memanjang di persegi panjang. Perhatikan bahwa, terutama pada katoda yang lebih besar, magnet dapat berupa beberapa segmen individu daripada satu bagian yang solid.
Karena materi pelapisan katoda target digunakan dalam PVD dan material sputters off, Anda akan dapat melihat pola erosi karakteristik ini pada wajah target. Faktanya, jika terjadi masalah magnet seperti hilang, tidak selaras, atau terbalik, jalur erosi akan abnormal dan ini bisa menjadi indikasi diagnostik yang baik dari masalah tersebut dalam katoda sputtering magnetron Anda.

Orientasi kutub dari magnet individu harus sedemikian rupa sehingga satu kutub terbentuk di tengah, dan kutub yang berlawanan di perimeter. Ada beberapa cara untuk melakukan ini. Yang umum adalah memasang magnet 'utara / selatan tiang tegak lurus terhadap bidang target, satu kutub ke arah target dan ujung lainnya - ujung "ujung" bebas / berlawanan - jembatan magnetis ke magnet lainnya oleh pelat tiang yang terbuat dari bahan magnetik (biasanya ferrous).
Sirkuit magnetik lengkap dengan demikian merupakan kutub utara terbuka dari satu magnet (atau rantai magnet individu jika tidak satu bagian) dengan kutub selatan yang berlawanan digabungkan oleh bahan magnetik ke kutub utara yang lain, yang kutub selatannya kemudian terbuka. Dua ujung terbuka yang berlawanan secara magnetis ini ke arah target dan lengkungan medan magnet yang dihasilkan di atas permukaan target untuk membentuk terowongan elektron, terowongan konsentrasi plasma
Perhatikan bahwa magnetron PVD bekerja dengan penyelarasan magnet - pusat dapat berada di utara dan perimeter bisa selatan, atau sebaliknya. Namun, dalam sistem sputtering magnetron planar, ada beberapa katoda di kedekatan yang cukup dekat satu sama lain, dan Anda tidak ingin ladang utara / selatan yang terbentuk di antara target.
Medan magnet magnetron N/S itu hanya boleh berada di wajah target, membentuk terowongan magnetik yang diinginkan di sana. Karena alasan ini, sepenuhnya diinginkan untuk memastikan semua katoda dalam satu sistem diselaraskan dengan cara yang sama, baik di utara di batas mereka, atau semua selatan di batas mereka. Dan untuk fasilitas dengan beberapa sistem sputter, juga diinginkan untuk membuat semuanya sama sehingga katoda dapat dengan aman dipertukarkan antara sistem tanpa khawatir tentang perataan magnet.