Mga tampok ng mga in-line sputtering system

Ang isang "in-line" na PVD sputtering system ay isa kung saan ang mga substrate ay pumasa nang magkakasunod sa ilalim ng isa o higit pang mga sputter cathode upang makuha ang kanilang manipis na patong ng pelikula. Karaniwan ang mga substrate ay na -load sa isang carrier o papag upang mapadali ang paggalaw na ito, at ang ilang mas maliit na mga sistema ay humahawak lamang ng isang papag sa bawat batch run. Ang mga mas malalaking sistema ay maaaring magkaroon ng kakayahan ng paghawak ng maraming mga palyete sa pamamagitan ng paggamit ng mga end station pallet handler na nagpapadala at tumatanggap ng isang papag pagkatapos ng isa pa sa isang patuloy na convoy na dumadaan sa subsystem ng transportasyon, ang dulo ng bawat sumusunod sa likod ng buntot ng nauna.

Ang pangkaraniwan, at hindi bababa sa kumplikado, pagsasaayos ay ang pagkakaroon ng mga palyete at cathode na pahalang na may mga cathode sa tuktok at mga substrate sa ilalim sa isang sputter down orientation. Sa mode na ito, ang gravity ay karaniwang ang tanging bagay na may hawak na mga substrate sa mga palyete, at din ang tanging bagay na may hawak na mga palyete papunta sa mekanismo ng transportasyon, na maaari lamang maging mga kadena na tumatakbo sa tabi ng mga riles sa pamamagitan ng silid ng vacuum.

Ang pahalang na pag -aayos na iyon ay maaari ring gawin sa mga cathode sa ilalim at mga substrate sa itaas para sa isang sputter up orientation, ngunit malinaw naman na ito ay kumplikado ang tooling medyo, ngayon ay nangangailangan ng mekanikal na paraan ng pagpapanatili ng mga substrate sa lugar upang hindi sila mahulog. Para sa solong panig na patong, hindi ito isang pangkaraniwang pagsasaayos, ngunit kung minsan ay ginagawa ito para sa dobleng panig na patong, na may mga cathode kapwa sa itaas at sa ibaba ng mga palyete. Ang mga palyete sa kasong ito ay may naaangkop na pagbubukas upang hawakan ang mga substrate upang ang mga ilalim na panig ay maaaring makatanggap ng sputter up coating mula sa mas mababang katod sa parehong oras ang tuktok na bahagi ay nakakakuha ng sputter down coating mula sa itaas na katod.

Ngunit ang pahalang ay may kawalan sa mga tuntunin ng mga particulate. Sa sputter down mode, ang mga particle na nabuo sa loob ng silid ay madaling makarating sa mga substrate at mai -embed sa pelikula - at iyon ay mangyayari. Ang mga sistema ng pag -aalis ay medyo kontaminado sa sarili sa mga materyal na pagkuha ng mga lugar maliban sa mga substrate lamang. Ang pinakamalaking isyu sa pagpapanatili ng gawain ay pinapanatili ang malinis na mga bagay. Sa sputter up orientation, ang mga particle na iyon ay hindi nakukuha sa mga substrate, ngunit maaaring makarating sa mga target at makakuha ng muling pag-sputter. Papel ng aluminyo manipis na pelikula vacuum coating machine

Kaya para sa isang mas mahusay na kapaligiran ng particulate, mayroon ding pagpipilian sa vertical orientation para sa sputtering sa gilid. Parehong ang mga cathode at ang mga palyete ay patayo, at ang pag -aalis ay pag -ilid. Ang tooling at transport system ay nagiging mas kumplikado upang mapanatili ang mga substrate sa papag at hawakan din ang papag sa orientation na iyon, ngunit ang mga particle ay mas malamang na mahulog sa alinman sa katod o substrate.

Sa alinman sa mga pagsasaayos na ito, ang lahat ng iba't ibang uri ng mga cathode ay maaaring magamit, na may mga magnetron na karaniwang pagiging tanyag, alinman sa planar o inset. At ang kapangyarihan ay maaaring alinman sa iba't ibang uri na magagamit tulad ng RF, MFAC, DC, o pulsed DC na nais para sa application. Ang mga opsyonal na yugto tulad ng sputter etch, init, o mga mapagkukunan ng ion ay maaari ring mapunan, at ang buong hanay ng mga instrumento at mga kontrol ay magagamit para sa metal/conductive coatings, dielectrics, optical coatings o iba pang mga sputter application.

Bagaman posible na gumamit ng iba pang mga uri, ng mga cathode sa naturang mga sistema ay hugis -parihaba. Bilang isang panuntunan, ang mahabang axis ng hugis -parihaba na katod ay nasa tapat ng silid at ang maikling axis ay nasa tabi ng direksyon ng paglalakbay ng papag. At, bagaman posible na i -configure ang mga cathode para sa sinasadyang hindi pantay na patong, nais ng karamihan sa mga gumagamit na ang kanilang mga substrate ay pantay na pinahiran. Sa isang in-line system habang tinatalakay natin, ang pagkakapareho sa direksyon ng paglalakbay ng papag ay nakasalalay sa katatagan ng lakas ng katod at presyon ng silid/pinaghalong gas, kasama ang katatagan ng bilis ng transportasyon, at sa wakas ang pagsisimula/paghinto ng mga posisyon sa harap at sa likod ng zone ng pag-aalis.

Para sa isang solong papag, o para sa at huling papag sa isang tip sa tuluy-tuloy na pagtakbo, ang posisyon ng pagsisimula (pati na rin ang posisyon ng paghinto) ay dapat na sapat na mula nang direkta sa ilalim ng target upang maiwasan ang pag-akyat ng hindi planadong pag-aalis sa panahon ng anumang panahon ng pre-sputter na pag-stabilize, bago simulan ang pag-scan. Ang anumang pagsisimula, paghinto, o pagbabalik ng direksyon ng pag -scan ay dapat maganap sa labas ng aktwal na zone ng pag -aalis at ang pag -scan ay dapat na maging matatag at walang tigil sa pamamagitan ng pag -aalis ng zone. Ang mga pag -scan ay maaaring maging solong pass sa alinmang direksyon, o maaaring pabalik -balik upang makabuo ng mas makapal na coatings.

Tatlo at apat na mga target na sistema ay medyo pangkaraniwan, at ang haba ng silid ay maaaring tumaas upang mapaunlakan ang mga karagdagang mapagkukunan kung kinakailangan. Sa sapat na mga suplay ng kuryente, maraming mga target ang maaaring sabay na ginagamit sa isang solong pass. Sa iba't ibang mga target na materyales sa mga cathode, maraming mga layer ang maaaring mai -deposito sa isang solong pass, o may mga dobleng target, ang mas makapal na coatings ay maaaring makamit sa isang solong pass.

Ang pagkakapareho sa iba pang axis, patayo sa direksyon ng pag -scan ng palyet, ay tinutukoy ng pagganap ng katod, kabilang ang, lalo na para sa reaktibo na pagdurusa, posibleng mga isyu sa pamamahagi ng gas. Sa mga magnetrons, ang paglalagay at lakas ng mga magnet ay maaaring makaapekto sa parehong target na paggamit at likas na pagkakapareho, at karaniwang isang kalakalan sa pagitan ng dalawang aspeto na iyon. Along the center of the target's length, both uniformity and utilization are normally quite good, but at the ends, where the "race track" erosion path turns around, the deposition rate and resulting film thickness will drop off unless magnets are adjusted to compensate, but if that is done the erosion channel gets deeper there and that reduces target utilization (the percentage of the total target mass that can be sputtered off before the deepest erosion point breaks through to the backing plato).

Ang tip sa pagproseso ng buntot sa mas malaking multi system ng palyete ay lubos din na kapaki -pakinabang para sa target na paggamit ng materyal sa mga tuntunin ng pagkuha ng higit pa sa iyong mga substrate at mas kaunti sa mga kalasag at iba pang mga bahagi ng silid. Sa isang solong sistema ng papag, ang lead palet ay ang tanging papag, at habang iniiwan ang deposition zone, dapat itong magpatuloy na mag -scan hanggang sa gilid ng trailing - ang buntot - ay ang lahat ng paraan, kasama ang target na nasusunog pa rin sa buong oras, na epektibong nag -aaksaya ng ilan sa mga target na materyal.

Sa diskarte sa tip sa buntot, mayroon lamang isang maikling agwat sa pagitan ng isang buntot at sa susunod na tip at pagkatapos ay ang materyal ay muling pagpunta sa isang "live" na papag na puno ng mga substrate, na may isang bagong palyet na pumapasok habang ang paglabas ng palyete ay lumalabas ang deposition zone maraming mga variable na maaaring makaapekto sa bilang na ito, ngunit bilang isang patakaran ng hinlalaki ang tip sa diskarte sa buntot ay maaaring halos dalawang beses na mahusay sa materyal na paggamit bilang isang solong paleta.

Sa mataas na dulo ng kakayahang umangkop, ang pagdaragdag ng mga slit valves upang ibukod ang mga seksyon ng proseso, na sinamahan ng sopistikadong kontrol ng automation, ay maaaring maging posible upang mapatakbo ang iba't ibang mga seksyon nang sabay -sabay na may iba't ibang mga gas na kapaligiran (presyon at pinaghalong gas), marahil ay direktang pagdurusa ng isang layer sa isang papag sa isang seksyon ng isa, habang sabay na reaktibo ang pag -sputter ng isang iba't ibang mga layer sa isa pang papag sa isang hiwalay na seksyon. Ang mga in-line sputter system ay maaaring ipasadya upang mapaunlakan ang isang malawak na hanay ng mga kinakailangan sa proseso at laki ng substrate.