Co jsou rovinné magnetrony v povlacích PVD?

Rovinný magnetron je v podstatě klasickou katodou „diodového“ režimu s přidáním permanentního magnetového pole za katodou. Toto magnetické pole je uspořádáno tak, aby magnetické pole bylo normální k elektrickému poli v uzavřené cestě a tvoří hranici „tunel“, který zachycuje elektrony Stroj na potahování lékařských nástrojů blízko povrchu cíle. Toto zachycení elektronů zlepšuje účinnost tvorby iontů plynu a omezuje plazmu vypouštění, což umožňuje vyšší proud při nižším tlaku plynu a dosahuje vyšší rychlosti depozice rozprašování pro povlaky PVD (fyzikální pára).

Bylo použito několik různých magnetorových rozprašování katody/cílových tvarů, ale běžné jsou kruhové a obdélníkové. Obdélníkové magnetrany se často vyskytují ve větším měřítku ve liniových magnetorových rozprašovacích systémech, kde substráty lineárně skenují kolem cílů na nějaké formě dopravního pásu nebo nosiče. Kruhové magnetrany se častěji vyskytují v konfokálních dávkových systémech v menším měřítku nebo v jednotlivých stanicích v klastrových nástrojích.

Ačkoli lze provést složitější vzorce, katody - včetně prakticky všech kruhových a obdélníkových - mají jednoduchý soustředný magnetický vzorec, přičemž střed je jeden pól a obvod opak. Pro kruhový magnetron by to byl relativně malý kulatý magnet ve středu a prstencový prstencový magnet opačné polarity kolem vnější strany s mezerou mezi nimi.

Pro obdélníkový magnetron je středem obvykle tyč po dlouhé osy (ale menší než po celé délce) s obdélníkovým „plotem“ opačné polarity po celou dobu kolem ní s mezerou mezi nimi. Mezera je místo, kde bude plazma, kruhový kroužek v kruhovém magnetonu nebo prodlouženou „závodní dráhou“ v obdélníku. Všimněte si, že zejména ve větších katomách mohou být magnety spíše několik jednotlivých segmentů než jeden pevný kus.
Vzhledem k tomu, že se v PVD a materiálu vypíná cílového katodového materiálu, budete moci vidět tyto charakteristické vzorce eroze na cílové tváři. Ve skutečnosti v případě jakýchkoli problémů s magnetem, jako je chybějící, nesprávně zarovnané nebo vzhůru nohama, bude erozní cesta abnormální, což může být dobrá diagnostická indikace takových problémů v katodě magnetron.

Orientace pólu jednotlivých magnetů musí být taková, že ve středu je vytvořen jeden pól a opačný pól na obvodu. Existuje několik způsobů, jak toho dosáhnout. Společným je nainstalovat severní / jižní póly magnetů kolmo k rovině cíle, jeden pól směrem k cíli a druhý konec - „volný“ konec / opačný pól - magneticky přemostěn k ostatním magnetům pomocí pólové desky vyrobené z magnetického (normálně železného) materiálu.
Kompletní magnetický obvod je tedy otevřeným severním pólem jednoho magnetu (nebo řetězce jednotlivých magnetů, ne -li jeden kus) s jeho opačným jižním pólem spojeným magnetickým materiálem se severním pólem jiného, ​​jehož jižní pól je poté otevřený. Tyto dva magneticky protilehlé otevřené koncovky směřují k cíli a výsledným obloukům magnetického pole nad povrchem cíle, aby vytvořily zachycení elektronů, tunel koncentrace plazmy
Všimněte si, že PVD magnetron pracuje buď s magnetickým zarovnáním - střed může být na sever a obvod může být na jih nebo naopak. V planárních magnetronových rozprašovacích systémech však existuje více katod v poměrně těsné blízkosti k sobě navzájem a nechcete, aby se mezi cíli vytvořila zbloudilá pole severně / jižní pole.
Tato magnetická magnetická pole N/S by měla být pouze na tvářích cílů a vytvořit tam požadované magnetické tunely. Z tohoto důvodu je zcela žádoucí zajistit, aby všechny katody v jednom systému byly zarovnány stejným způsobem, buď na celém sever na svých obvodech, nebo na jihu na svých obvodech. A pro zařízení s více rozprašovacími systémy je rovněž žádoucí učinit je všechny stejné, aby se katody mohly bezpečně vyměňovat mezi systémy, aniž by se obávaly zarovnání magnetu.