Penelitian tentang teknologi sputtering magnetron- Ningbo Danko Vacuum Technology Co., Ltd.

1.1 Tegangan dan Daya

Jika tegangan yang diterapkan diubah dalam kisaran tekanan di mana gas dapat terionisasi, impedansi plasma di sirkuit akan berubah sesuai, menyebabkan arus dalam gas berubah. Mengubah arus dalam gas dapat membuat lebih banyak atau lebih sedikit ion yang mengenai target untuk mengontrol laju sputtering.

Secara umum: Meningkatkan tegangan meningkatkan tingkat ionisasi. Ini akan meningkatkan arus, sehingga akan menyebabkan penurunan impedansi. Ketika tegangan meningkat, penurunan impedansi akan sangat meningkatkan arus, yaitu, daya akan sangat meningkat. Jika tekanan gas konstan dan kecepatan di mana substrat bergerak di bawah sumber sputtering konstan, maka jumlah bahan yang diendapkan pada substrat ditentukan oleh daya yang diterapkan pada sirkuit. Dalam kisaran yang digunakan dalam produk berlapis Vonardenne, ada hubungan linier antara peningkatan daya dan kenaikan laju sputter.

1.2 Lingkungan Gas

Sistem vakum dan sistem gas proses bersama -sama mengendalikan lingkungan gas.

Pertama, pompa vakum menarik bodi ruang ke ruang hampa (sekitar 10-torr). Gas proses kemudian diisi oleh sistem gas proses (termasuk regulator kontrol tekanan dan aliran) untuk mengurangi tekanan gas menjadi sekitar 2x10-3Torr. Untuk memastikan kualitas yang tepat dari film yang sama, gas proses harus 99,995% murni. Dalam sputtering reaktif, mencampur sedikit gas inert (misalnya, argon) dalam gas reaktif dapat meningkatkan laju sputtering.

1.3 Tekanan gas

Mengurangi tekanan gas ke titik tertentu meningkatkan jalur bebas rata -rata ion, yang pada gilirannya memungkinkan lebih banyak ion untuk menyerang katoda dengan energi yang cukup untuk membombardir partikel, yaitu meningkatkan laju sputtering. Di luar titik ini, jumlah ionisasi berkurang karena terlalu sedikit molekul yang berpartisipasi dalam tabrakan, yang mengakibatkan penurunan laju sputtering. Jika tekanan gas terlalu rendah, plasma padam dan berhenti. Meningkatkan tekanan gas meningkatkan laju ionisasi, tetapi juga mengurangi jalur bebas rata -rata atom sputtered, yang juga mengurangi laju sputtering. Kisaran tekanan gas di mana laju pengendapan maksimum dapat diperoleh sangat sempit. Jika sputtering reaktif dilakukan, karena terus dikonsumsi, sputtering reaktif baru harus diisi ulang pada tingkat yang tepat untuk mempertahankan laju deposisi yang seragam.

1.4 Kecepatan transmisi

Pergerakan substrat kaca di bawah katoda dilakukan dengan cara drive. Kecepatan drive rendah memungkinkan kaca lewat lebih lama dalam kisaran katoda, yang memungkinkan lapisan yang lebih tebal diendapkan. Namun, untuk memastikan keseragaman lapisan film, kecepatan transmisi harus tetap konstan.

Kecepatan transmisi tipikal di area pelapis berkisar dari 0 hingga 600 inci per menit (sekitar 0 hingga 15,24 meter). Kisaran operasi yang khas adalah antara 90 hingga 400 inci per menit (sekitar 2,286 hingga 10,16 meter), tergantung pada bahan pelapis, daya, jumlah katoda, dan jenis lapisan.

1.5 Jarak dan Kecepatan dan Adhesi

Untuk laju deposisi maksimum dan peningkatan adhesi film, substrat harus ditempatkan sedekat mungkin dengan katoda tanpa merusak debit cahaya itu sendiri. Jalur bebas rata -rata dari partikel dan molekul gas yang tergagap (dan ion) juga berperan. Ketika jarak antara substrat dan katoda meningkat, probabilitas tabrakan meningkat, sehingga kemampuan partikel -partikel yang tergagap untuk mencapai substrat berkurang. Oleh karena itu, untuk laju deposisi maksimum dan adhesi terbaik, substrat harus ditempatkan sedekat mungkin dengan katoda.

2 Parameter Sistem

Proses ini dipengaruhi oleh banyak parameter. Beberapa dari mereka dapat diubah dan dikendalikan selama operasi proses; sementara yang lain, meskipun diperbaiki, umumnya dapat dikontrol dalam kisaran tertentu sebelum operasi proses. Dua parameter tetap penting adalah: struktur target dan medan magnet.

2.1 Struktur target

Setiap target individu memiliki struktur internal dan orientasi partikel sendiri. Karena perbedaan dalam struktur internal, dua target yang tampaknya identik dapat menunjukkan tingkat sputtering yang sangat berbeda. Ini harus dicatat secara khusus dalam operasi pelapisan di mana target baru atau berbeda digunakan. Jika semua blok target memiliki struktur yang sama selama pemrosesan, menyesuaikan catu daya, meningkatkan atau mengurangi daya sesuai kebutuhan, dapat mengkompensasinya. Dalam satu set target, laju sputtering yang berbeda juga diproduksi karena struktur partikel yang berbeda. Proses pemesinan dapat menyebabkan perbedaan dalam struktur internal target, sehingga bahkan target komposisi paduan yang sama akan memiliki perbedaan dalam tingkat sputtering.

Demikian juga, parameter seperti struktur kristal, struktur butir, kekerasan, stres, dan pengotor blok target dapat mempengaruhi laju sputtering, yang dapat mengakibatkan cacat seperti streak pada produk. Ini juga membutuhkan perhatian selama lapisan. Namun, situasi ini hanya dapat diselesaikan dengan mengganti target.

Zona penipisan target itu sendiri juga menyebabkan laju sputtering yang relatif rendah. Pada saat ini, untuk mendapatkan lapisan film yang bagus, kecepatan atau kecepatan transmisi harus disesuaikan. Karena kecepatan sangat penting untuk suatu produk, penyesuaian standar dan yang tepat adalah untuk meningkatkan daya.

2.2 Medan Magnet

Medan magnet yang digunakan untuk menjebak elektron sekunder harus konsisten di permukaan target dan kekuatan medan magnet harus sesuai. Medan magnet yang tidak seragam menghasilkan lapisan yang tidak seragam. Jika kekuatan medan magnet tidak tepat (misalnya terlalu rendah), maka bahkan kekuatan medan magnet yang sama akan menghasilkan laju pengendapan film yang lambat dan kemungkinan sputtering di kepala baut. Ini dapat mencemari membran. Jika kekuatan medan magnet terlalu tinggi, laju deposisi mungkin sangat tinggi pada awalnya, tetapi laju ini akan dengan cepat turun ke tingkat yang sangat rendah karena area terukir. Demikian juga, area terukir ini juga menghasilkan tingkat pemanfaatan target yang lebih rendah.

2.3 Parameter Variabel

Selama proses sputtering, kontrol dinamis dari proses dapat dilakukan dengan mengubah parameter ini. Parameter variabel ini meliputi: daya, kecepatan, jenis gas dan tekanan.

3.1 Kekuatan

Setiap katoda memiliki sumber daya sendiri. Bergantung pada ukuran katoda dan desain sistem, daya dapat bervariasi dari 0 hingga 150kW (nominal). Catu daya adalah sumber arus yang konstan. Dalam mode kontrol daya, daya tetap saat tegangan dipantau, dan daya konstan dipertahankan dengan mengubah arus output. Dalam mode kontrol saat ini, arus output diperbaiki dan dipantau, sedangkan tegangan dapat disesuaikan. Semakin tinggi daya yang diterapkan, semakin besar laju deposisi.

3.2 Kecepatan

Variabel lain adalah kecepatan. Untuk pelapis tunggal, kecepatan transmisi zona pelapis dapat dipilih dari 0 hingga 600 inci per menit (sekitar 0 hingga 15,24 meter). Untuk pelapis ujung ganda, kecepatan transmisi zona pelapis dapat dipilih dari 0 hingga 200 inci per menit (sekitar 0 hingga 5,08 meter). Pada laju sputtering yang diberikan, kecepatan drive yang lebih rendah menunjukkan film yang lebih tebal diendapkan.

3.3 Gas

Variabel terakhir adalah gas. Dua dari tiga gas dapat dipilih untuk digunakan sebagai gas utama dan gas tambahan. Di antara mereka, rasio keduanya juga dapat disesuaikan. Tekanan gas dapat dikontrol antara 1 ~ 5x 10-3Torr.

3.4 Hubungan Antara Katode/Substrat

Di mesin pelapis kaca melengkung, parameter lain yang dapat disesuaikan adalah jarak antara katoda dan substrat. Tidak ada katoda yang dapat disesuaikan dalam pelapis kaca datar.

Evaporasi Termal & Magnetron Sputtering Coating Machine