Sisältösputterointijärjestelmien ominaisuudet

"In-line" PVD-ruiskutusjärjestelmä on sellainen, jossa substraatit kulkevat lineaarisesti yhden tai useamman sputterikatodien alla hankkiakseen ohutkalvojen pinnoitteensa. Normaalisti substraatit ladataan kantoaallon tai kuormalavan päälle tämän liikkeen helpottamiseksi, ja jotkut pienemmät järjestelmät hoitavat vain yhden lavan eräajoa kohti. Suurempiin järjestelmiin voi olla kyky käsitellä useita kuormalavoja käyttämällä päätyaseman kuormalavakäsittelijöitä, jotka lähettävät ja vastaanottavat yhden kuorman toisensa jälkeen jatkuvassa saattueessa, joka kulkee kuljetusliikenteen läpi, jokaisen seuraavan takaa kulun jälkeen.

Yleinen ja vähiten monimutkainen konfiguraatio on, että kuormalavat ja katodit ovat vaakasuorassa katodien yläosassa ja pohjassa substraatit sputter -suunnassa. Tässä tilassa painovoima on yleensä ainoa asia, joka pitää substraatit kuormalavoille, ja myös ainoa asia, joka pitää kuormamekanismissa, joka voi vain olla ketjut, jotka kulkevat kiskojen varrella tyhjiökammion läpi.

Tämä vaakasuuntainen järjestely voidaan tehdä myös katodien kanssa pohjassa ja substraateilla yläosassa, jotta se on sputter -suunta, mutta tietysti tämä vaikeuttaa työkaluja jonkin verran, mikä vaatii nyt mekaanisia keinoja pitää substraatit paikoillaan, jotta ne eivät pudota. Yhden puolen pinnoitteen kannalta tämä ei ole kovin yleinen kokoonpano, mutta se tehdään joskus kaksipuoliselle pinnoitteelle, katodilla sekä kuormalavojen ylä- että alapuolella. Tässä tapauksessa kuormalavoilla on asianmukaiset aukot substraattien pitämiseksi, jotta alareunat voivat vastaanottaa alemmasta katodista pinnoitteen samanaikaisesti, kun yläosa saa ruiskuttavan pinnoitteen ylemmästä katodista.

Mutta vaakasuuntaisella on haitta hiukkasten suhteen. Sputter Down -tilassa kammion sisälle syntyvät hiukkaset voivat helposti laskeutua substraateihin ja upottaa kalvoon - ja sitä tapahtuu. Laskeutumisjärjestelmät ovat jonkin verran saastuvia materiaalien saapumisessa muihin paikkoihin kuin vain substraateihin. Suurin rutiininomainen huoltokysymys on pitää asiat puhtaina. Sputter up -suunnassa nämä hiukkaset eivät pääse substraateihin, vaan voivat laskeutua kohteisiin ja saada uudelleen sijoittaa. Paperialumiini ohutkalvot tyhjiöpäällystyskone

Joten parempaan hiukkasympäristöön on myös pystysuuntainen suuntaus vaihtoehto sivusputteroinnille. Sekä katodit että kuormalavat ovat pystysuorat ja laskeuma on sivuttaista. Työkalu- ja kuljetusjärjestelmä muuttuu huomattavasti monimutkaisemmaksi, jotta substraatit pitävät kuormalavassa ja hoitavat myös kuormalavan kyseisessä suunnassa, mutta hiukkaset putoavat paljon vähemmän joko katodiin tai substraattiin.

Missä tahansa näistä kokoonpanoista voidaan käyttää kaikkia erityyppisiä katodeja, ja magnetronit ovat yleensä suosittuja, joko tasomaisia ​​tai upotuksia. Ja voima voi olla mikä tahansa käytettävissä olevista erityypeistä, kuten RF, MFAC, DC tai Pulsed DC, kuten sovellukselle halutaan. Myös valinnaiset vaiheet, kuten sputter etch, lämpö- tai ionilähteet, voidaan sijoittaa, ja täydellinen joukko instrumentointia ja hallintalaitteita on saatavana metalli-/johtaviin pinnoitteisiin, dielektrisiin, optisiin päällysteisiin tai muihin sputterisovelluksiin.

Vaikka muun tyyppisiä on mahdollista käyttää, sellaisten järjestelmien katodien katodit ovat suorakaiteen muotoisia. Pääsääntöisesti suorakaiteen muotoisen katodin pitkä akseli on kammion poikki ja lyhyt akseli on kuormalavan matkan suuntaa. Ja vaikka katodit on mahdollista määrittää tarkoituksellisesti yhdenmukaista pinnoitetta varten, suurin osa käyttäjistä haluaa, että heidän substraatinsa on tasaisesti päällystetty. Kuvassa käydyssä linjajärjestelmässä, kuten keskustelemme, kuormalavamatkan suunnassa riippuu katodin tehon ja kammion paine-/kaasuseoksen stabiilisuudesta sekä kuljetusnopeuden stabiilisuudesta ja lopulta lähtö-/pysäytysasennot laskeumavyöhykkeen edessä ja takana.

Yhden lavan tai viimeisen kuormalavan ja viimeisen kuormalavan kohdalla jatkuvan juoksun takaosaan (samoin kuin pysäytysasento) on oltava riittävän kaukana suoraan tavoitteen alla, jotta vältetään suontamaton laskeuma kaikkien ennakkohuollon stabilointijakson aikana ennen skannauksen aloittamista. Kaikkien skannaussuunnan käynnistys-, pysähtymis- tai kääntämisten tulisi tapahtua todellisen laskeumavyöhykkeen ulkopuolella, ja skannauksen tulisi olla tasainen ja keskeytymätön laskeumavyöhykkeen läpi. Skannaukset voivat olla yksittäinen siirto kumpaankin suuntaan tai ne voivat olla edestakaisin paksumpien pinnoitteiden rakentamiseksi.

Kolme ja neljä kohdejärjestelmää ovat melko yleisiä, ja kammion pituutta voidaan lisätä tarpeen mukaan lisälähteisiin. Riittävällä virtalähteellä useita kohteita voidaan käyttää samanaikaisesti yhdessä passissa. Katodien erilaisilla kohdemateriaaleilla useita kerroksia voidaan siten kerätä yhdellä passilla tai kaksoiskappaleiden kohdalla, paksummat pinnoitteet voidaan saavuttaa yhdessä passissa.

Kaava -skannaussuuntaan kohtisuorassa akselissa kohtisuorassa akselissa määritetään katodin suorituskyky, mukaan lukien erityisesti reaktiivisen sputteroinnin, mahdolliset kaasun jakautumisongelmat. Magnetronien kanssa magneettien sijoittaminen ja lujuus voivat vaikuttaa sekä tavoitteiden hyödyntämiseen että luontaiseen yhtenäisyyteen, ja näiden kahden näkökohdan välillä on yleensä vaihto. Kohteen pituuden keskipisteessä sekä yhdenmukaisuus että hyödyntäminen ovat yleensä melko hyviä, mutta päissä, joissa "kilpailurata" -polku kääntyy ympäri, laskeutumisnopeus ja tuloksena oleva kalvon paksuus putoavat, ellei magneetteja säädetä kompensoimaan, mutta jos tämä tehdään, eroosiokanava syvenee siellä ja että syventämisprosenttien puhkeaminen on syventynyt. taustalevy).

Vinkki hännän prosessointiin suuremmissa monilavan järjestelmissä on myös melko hyödyllistä kohdemateriaalien hyödyntämiselle, kun saat enemmän substraatteihisi ja vähemmän kilpiin ja muihin kammioiden osiin. Yhdessä kuormalavajärjestelmässä lyijykuvaa on ainoa lava, ja koska se poistuu laskeumavyöhykkeeltä, sen on jatkettava skannausta, kunnes takareuna - häntä - on aivan ulos, kun tavoite palaa edelleen koko ajan, mikä tuhlaa tehokkaasti joitain kohdemateriaalia.

Vihje -hännän lähestymistavassa on vain lyhyt rako yhden hännän ja seuraavan kärjen välillä, ja sitten materiaali siirtyy jälleen "elävälle" substraatteihin täynnä olevaan kuormalavalle, kun uusi kuormalava tulee, kun kuormalava poistuu laskeumavyöhykkeeltä, on monia muuttujia, jotka voivat vaikuttaa tähän lukumäärään, mutta typerin sääntö kärki -hännän lähestymistapa voi olla melkein kahdesti tehokas materiaalissa.

Monipuolisuuden huippuluokassa leikkausventtiilien lisääminen prosessiosien eristämiseksi yhdistettynä hienostuneeseen automaatioohjaukseen voi mahdollistaa erilaisten osien käytön samanaikaisesti eri kaasuympäristöjen kanssa (paine- ja kaasuseos), ehkä suoraa roiskeita yhden kerroksen osittain, samalla kun se on toisella lavalla erillisellä tasolla erillisessä osassa. In-line-sputterijärjestelmät voidaan räätälöidä laajan valikoiman prosessivaatimusten ja substraatin koon mukauttamiseksi.