Výzkum technologie magnetron rozprašování- Ningbo Danko Vacuum Technology Co., Ltd.

1.1 napětí a napájení

Pokud se aplikované napětí změní v rozsahu tlaku, kde může být plyn ionizován, se podle toho změní impedance plazmy v obvodu, což způsobí změnu proudu v plynu. Změna proudu v plynu může vytvořit více nebo méně iontů, které zasáhly cíl, aby ovládaly rychlost rozprašování.

Obecně: Zvýšení napětí zvyšuje míru ionizace. Tím se zvýší proud, takže to způsobí pokles impedance. Když se napětí zvýší, snížení impedance výrazně zvýší proud, to znamená, že výkon bude výrazně zvýšen. Pokud je tlak plynu konstantní a rychlost, při které se substrát pohybuje pod zdrojem rozprašování, je konstantní, pak je množství materiálu uloženého na substrátu určeno výkonem aplikovanou na obvod. V rozsahu používaném ve produktech potažených vonardenne existuje lineární vztah mezi zvýšením výkonu a zvýšením rychlosti rozprašování.

1.2 Plynové prostředí

Vakuový systém a procesní plynový systém společně řídí plynové prostředí.

Nejprve vakuové čerpadlo přitahuje tělo komory na vysoké vakuum (přibližně 10-torr). Procesní plyn je pak nabitý systémem procesního plynu (včetně regulátorů tlaku a kontroly toku), aby se snížil tlak plynu na přibližně 2x10-3tor. Aby byla zajištěna správná kvalita stejného filmu, musí být procesní plyn 99,995% čistý. Při reaktivním rozprašování může smíchat malé množství inertního plynu (např. Argon) v reaktivním plynu zvýšit rychlost rozprašování.

1.3 Tlak plynu

Snížení tlaku plynu do určitého bodu zvyšuje průměrnou volnou cestu iontů, což zase umožňuje více iontům zasáhnout katodu s dostatečnou energií, aby bombardovalo částice, tj. Zvyšuje rychlost rozprašování. Kromě tohoto bodu se množství ionizace snižuje v důsledku příliš málo molekul, které se účastní kolize, což vede ke snížení rychlosti rozprašování. Pokud je tlak plynu příliš nízký, plazma se zhasne a zastaví se prsa. Zvýšení tlaku plynu zvyšuje míru ionizace, ale také snižuje průměrnou volnou cestu rozprašovaných atomů, což také snižuje rychlost rozprašování. Rozsah tlaku plynu, v němž lze získat maximální rychlost depozice, je velmi úzký. Pokud se provádí reaktivní rozprašování, protože se neustále konzumuje, musí být nové reaktivní rozprašování doplněno vhodnou rychlostí, aby se udržela rovnoměrná míra depozice.

1.4 Rychlost přenosu

Pohyb skleněného substrátu pod katodou se provádí pomocí pohonu. Nízká rychlost pohonu umožňuje, aby sklo procházelo déle v rozsahu katody, což umožňuje ukládat silnější vrstvy. Aby se však zajistila uniformita filmové vrstvy, musí být přenosová rychlost udržována konstantní.

Typické rychlosti přenosu v oblasti povlaku se pohybují od 0 do 600 palců za minutu (přibližně 0 až 15,24 metrů). Typický provozní rozsah je mezi 90 až 400 palců za minutu (přibližně 2,286 až 10,16 metrů), v závislosti na potahovacím materiálu, síle, počtu katod a typu povlaku.

1,5 vzdálenost a rychlost a adheze

Pro maximální rychlost depozice a zlepšené adhezi filmu by měl být substrát umístěn co nejblíže k katodě, aniž by poškodil samotný záře. Roli také hrají průměrné volné cesty rozprašovaných částic a molekul plynu (a iontů). Jak se vzdálenost mezi substrátem a katodou zvyšuje, zvyšuje se pravděpodobnost kolizí, takže schopnost roztrhaných částic k dosažení substrátu klesá. Proto pro maximální rychlost depozice a nejlepší adhezi musí být substrát umístěn co nejblíže katodě.

2 parametry systému

Proces je ovlivněn mnoha parametry. Některé z nich lze během provozu procesu změnit a kontrolovat; zatímco ostatní, i když jsou pevné, lze obecně ovládat v určitém rozsahu před provozem procesu. Jsou dva důležité pevné parametry: cílová struktura a magnetické pole.

2.1 Cílová struktura

Každý jednotlivý cíl má svou vlastní vnitřní strukturu a orientaci částic. Vzhledem k rozdílům ve vnitřní struktuře mohou dva cíle, které se zdají být identické, vykazovat nesmírně odlišné rychlosti rozprašování. To by mělo být zvláště zaznamenáno v potahovacích operacích, kde se používají nové nebo odlišné cíle. Pokud mají všechny cílové bloky během zpracování podobnou strukturu, může to kompenzovat nastavení napájení, zvýšení nebo snížení energie podle potřeby. V rámci sady cílů se také vyrábí různé rychlosti rozprašování v důsledku různých struktur částic. Proces obrábění může způsobit rozdíly ve vnitřní struktuře cíle, takže i cíle stejného složení slitiny budou mít rozdíly v rychlosti rozprašování.

Podobně mohou parametry, jako je krystalová struktura, struktura zrn, tvrdost, stres a nečistoty cílového bloku, ovlivnit rychlost rozprašování, což může vést k vadám podobným proužkům na produktu. To také vyžaduje pozornost během povlaku. Tuto situaci však lze vyřešit pouze výměnou cíle.

Samotná zóna cílové deplece také způsobuje relativně nízké rychlosti rozprašování. V této době musí být pro získání dobré filmové vrstvy upravena rychlost výkonu nebo přenosu. Protože rychlost je pro produkt kritická, standardem a vhodným nastavením je zvýšení energie.

2.2 Magnetické pole

Magnetické pole použité k zachycení sekundárních elektronů musí být konzistentní napříč cílovým povrchem a měla by být vhodná síla magnetického pole. Nerovnoměrná magnetická pole produkují nerovnoměrné vrstvy. Pokud síla magnetického pole není vhodná (např. Příliš nízká), pak dokonce stejná síla magnetického pole povede k pomalému rychlosti depozice filmu a možné rozprašování na hlavě šroubu. To může kontaminovat membránu. Pokud je síla magnetického pole příliš vysoká, může být míra depozice na začátku velmi vysoká, ale tato rychlost rychle klesne na velmi nízkou úroveň v důsledku leptané oblasti. Stejně tak tato leptaná oblast také vede k nižší míře využití cíle.

2.3 Variabilní parametry

Během procesu rozprašování lze dynamickou kontrolu procesu provést změnou těchto parametrů. Tyto variabilní parametry zahrnují: napájení, rychlost, typ plynu a tlak.

3.1 Síla

Každá katoda má svůj vlastní zdroj energie. V závislosti na velikosti konstrukce katody a systému se výkon může lišit od 0 do 150 kW (nominální). Napájení je zdrojem konstantního proudu. V režimu řízení výkonu je napájení fixováno, zatímco je napětí monitorováno, a konstantní výkon je udržován změnou výstupního proudu. V režimu řízení proudu je výstupní proud fixován a monitorován, zatímco napětí lze upravit. Čím vyšší je použita energie, tím větší je míra depozice.

3,2 rychlost

Další proměnnou je rychlost. U jednofikovaných povlaků může být přenosová rychlost povlakové zóny vybrána od 0 do 600 palců za minutu (přibližně 0 až 15,24 metrů). Pro dvojitou koncovou povlak lze vybrat rychlost přenosu povlakové zóny od 0 do 200 palců za minutu (přibližně 0 až 5,08 metrů). Při dané rychlosti rozprašování, nižší rychlosti pohonu označují silnější uložené filmy.

3,3 plyn

Poslední proměnnou je plyn. Pro použití jako hlavní plyn a pomocný plyn lze vybrat dva ze tří plynů. Mezi nimi lze také upravit poměr všech dvou. Tlak plynu lze řídit mezi 1 ~ 5x 10-3Torr.

3.4 Vztah mezi katodou/substrátem

Ve stroji zakřiveného sklenice je další parametr, který lze upravit, vzdálenost mezi katodou a substrátem. V plochých skleněných povlacích nejsou žádné nastavitelné katody.

Tepelný odpařování a magnetron rozprašovací potahovací stroj