Mitkä ovat tasomaiset magetronit PVD -pinnoitteissa?

Planar Magnetron on pohjimmiltaan klassinen "diodi" -tilan roiskutuskatodi lisäämällä pysyvä magneettiryhmä katodin taakse. Tämä magneettiryhmä on järjestetty siten, että magneettikenttä on normaali sähkökentällä suljetulla polulla ja muodostaa rajan "tunnelin", joka vangitsee elektroneja Lääketieteellinen instrumentin päällystyskone lähellä kohteen pintaa. Tämä elektronien tarttuminen parantaa kaasu -ionin muodostumisen tehokkuutta ja rajoittaa purkausplasmaa, mikä mahdollistaa suuremman virran kaasun paineella ja saavuttaa korkeamman sputterin laskeutumisnopeuden PVD: lle (fysikaalinen höyryn saostuminen).

Useita erilaisia ​​magnetronisputteroivia katodi-/kohdemuotoja on käytetty, mutta yleiset ovat pyöreitä ja suorakaiteen muotoisia. Suorakulmaisia ​​magetroneja löytyy usein suuremmassa mittakaavassa viivamagnetronisputterointijärjestelmissä, joissa substraatit skannaavat lineaarisesti kohteiden ohi jonkin verran kuljetinhihnaa tai kantoaaltoa. Pyöreitä magroneja löytyy yleisemmin pienemmissä konfokaalisissa eräjärjestelmissä tai yksittäisissä kiekko -asemissa klusterityökaluissa.

Vaikka monimutkaisempia kuvioita voidaan tehdä, katodeilla - mukaan lukien käytännöllisesti katsoen kaikilla pyöreillä ja suorakaiteen muotoisilla - on yksinkertainen samankeskinen magneettikuvio, jonka keskusta on yksi napa ja kehä päinvastoin. Pyöreä magnetronille tämä olisi suhteellisen pieni pyöreä magneetti keskellä ja vastakkaisen polaarisuuden rengasrengasmagneetti ulkopuolelta, jonka välissä on rako.

Suorakulmaisessa magnetronissa keskipiste on yleensä palkki pitkällä akselilla (mutta pienempi kuin koko pituus), jonka suorakulmainen "aita" on vastakkaista napaisuutta, sen ympärillä, jonka välissä on rako. Aukko on siellä, missä plasma on, pyöreä rengas pyöreässä magnetronissa tai pitkänomainen "kilpailurata" suorakaiteen muotoisessa. Huomaa, että etenkin suuremmissa katodeissa magneetit voivat olla useita yksittäisiä segmenttejä yhden kiinteän kappaleen sijasta.
Koska kohdekatodipinnoitusmateriaalia käytetään PVD: ssä ja materiaalien sputtereissa, näet nämä ominaispiirteet kohdepinnassa. Itse asiassa, jos magneettiset ongelmat, kuten puuttuva, väärin kohdistettu tai ylösalaisin, eroosiopolku on epänormaali, ja tämä voi olla hyvä diagnostinen osoitus tällaisista ongelmista magnetronisputteroiva katodissasi.

Yksittäisten magneettien napa -suuntauksen on oltava sellainen, että yksi napa muodostuu keskelle ja vastakkainen napa kehällä. Tätä on pari tapaa. Yleinen on asentaa magneetit pohjoiset / eteläiset pylväät kohtisuorassa kohteen tasoon, yksi napa kohti kohdetta ja toista päätä - "vapaa" pää / vastakkainen napa - sillattu magneettisesti toisiin magneetteihin magneettisesta (normaalisti rauta) materiaalista valmistetulla napalevyllä.
Koko magneettinen piiri on siten yhden magneetin (tai yksittäisten magneettien ketju, ellei yksi kappale) avoin pohjoisnapa vastakkaisella etelänavalla, joka on kytketty magneettisen materiaalin kytkemällä toisen pohjoisnapaan, jonka etelänapa on sitten auki. Nämä kaksi magneettisesti vastakkaista avointa päätä kohti kohdetta kohti ja tuloksena olevat magneettikentät kaaret kohteen pinnan yläpuolella elektronin tarttumisen muodostamiseksi, plasmaan keskittyvä tunneli
Huomaa, että PVD -magnetroni toimii joko magneettisen kohdistuksen kanssa - keskus voi olla pohjoinen ja kehä voi olla etelään tai päinvastoin. Planar -magnetronisputterointijärjestelmissä on kuitenkin useita katodeja melko lähellä toisiaan, etkä halua kulkevia pohjoisten / eteläisten kenttien muodostuneita kohteiden väliin.
Niiden N/S -magnetronimagneettikenttien tulisi olla vain kohteiden kasvoilla, muodostaen siellä halutut magneettitunnelit. Tästä syystä on täysin toivottavaa varmistaa, että kaikki yhden järjestelmän katodit ovat linjassa samalla tavalla, joko kaikki pohjoiset kehällään tai kaikki etelään kehällä. Ja tiloissa, joissa on useita sputterijärjestelmiä, on myös toivottavaa tehdä niistä kaikki samat, jotta katodeja voidaan turvallisesti vaihtaa järjestelmien välillä huolehtimatta magneetin kohdistamisesta.