Funksjoner i sputtende systemer i linjen

Et "in-line" PVD-sputteringssystem er et der underlag passerer lineært under en eller flere sputterkatoder for å skaffe seg tynnfilmbelegget. Normalt er underlagene lastet på en bærer eller pall for å lette denne bevegelsen, og noen mindre systemer håndterer bare en pall per batchkjøring. Større systemer kan ha muligheten til å håndtere flere paller ved bruk av endestasjonspallbehandlere som sender og mottar den ene pallen etter den andre i en kontinuerlig konvoi som går gjennom transportsystemet, spissen av hver som følger bak halen til den forrige.

Den vanlige, og minst komplekse konfigurasjonen er å ha pallene og katodene horisontale med katoder på toppen og underlag på bunnen i en sputter ned -orientering. I denne modusen er tyngdekraften vanligvis det eneste som holder underlagene på pallene, og også det eneste som holder pallene på transportmekanismen, som bare kan være kjeder som løper langs sideskinner gjennom vakuumkammeret.

Det horisontale arrangementet kan også gjøres med katoder på bunnen og underlag på toppen for en sputter opp orientering, men tydeligvis kompliserer dette verktøyet noe, som nå krever mekaniske måter å holde underlagene på plass slik at de ikke faller. For ensidig belegg er dette ikke en veldig vanlig konfigurasjon, men det gjøres noen ganger for tosidig belegg, med katoder både over og under pallene. Pallene i dette tilfellet har passende åpninger for å holde underlagene slik at de nederste sidene kan motta sputteren opp belegget fra den nedre katoden samtidig som toppsiden får sputteren ned belegget fra den øvre katoden.

Men horisontalt har en ulempe når det gjelder partikler. I sputter ned -modus kan partikler som blir generert inne i kammeret lett lande på underlagene og bli innebygd i filmen - og som vil oppstå. Avsetningssystemer er noe selvforurensende med materiale som får andre steder enn bare på underlagene. Det største rutinemessige vedlikeholdsproblemet er å holde ting rene. I sputter opp orientering kommer ikke disse partiklene på underlagene, men kan lande på målene og bli spredt på nytt. Papir aluminium tynne filmer vakuumbeleggmaskin

Så for et bedre partikkelformet miljø er det også det vertikale orienteringsalternativet for sputtering av sidene. Både katodene og pallene er vertikale, og avsetningen er lateral. Verktøy- og transportsystemet blir vesentlig mer komplekse for å holde underlagene på pallen og også håndtere pallen i den orienteringen, men partikler er mye mindre sannsynlig å falle på enten katoden eller underlaget.

I noen av disse konfigurasjonene kan alle de forskjellige typene katoder brukes, med magnetroner som generelt er de populære, enten plane eller innsats. Og strøm kan være noen av de forskjellige tilgjengelige typene, for eksempel RF, MFAC, DC eller pulserte DC som ønsket for applikasjonen. Valgfrie trinn som sputterets, varme eller ionekilder kan også imøtekommes, og hele utvalget av instrumentering og kontroller er tilgjengelige for metall/ledende belegg, dielektrikk, optiske belegg eller andre sputterapplikasjoner.

Selv om det er mulig å bruke andre typer, er av katodene i slike systemer rektangulære. Som regel er den lange aksen til den rektangulære katoden over kammeret, og den korte aksen er langs retning av pallreiser. Og selv om det er mulig å konfigurere katoder for med vilje ikke -ensartet belegg, vil det store flertallet av brukerne at underlagene deres skal være jevnt belagt. I et in-line system som vi diskuterer, er enhetligheten i retning av pallreiser avhengig av stabiliteten til katodekraften og kammertrykk/gassblandingen, sammen med stabiliteten til transporthastigheten, og til slutt start/stoppposisjoner foran og bak deponeringssonen.

For en enkelt pall, eller for den og siste pallen i et tupp til å hale kontinuerlig løp, må startposisjonen (så vel som stoppposisjonen) være langt nok ut fra direkte under målet for å unngå å påløpe uplanlagt deponering i løpet av en hvilken som helst stabiliseringsperiode før start. Eventuelle starter, stopp eller reverseringer av skanningsretningen skal skje utenfor den faktiske deponeringssonen, og skanningen skal være jevn og uavbrutt gjennom deponeringssonen. Skanninger kan være enkeltpass i begge retninger, eller kan være frem og tilbake for å bygge opp tykkere belegg.

Tre og fire målsystemer er ganske vanlige, og kammerlengden kan økes for å imøtekomme flere kilder etter behov. Med nok strømforsyninger kan flere mål samtidig brukes i en enkelt passering. Med forskjellige målmaterialer på katodene, kan flere lag blir avsatt i en enkelt passering, eller med dupliserte mål, kan tykkere belegg oppnås i en enkelt passering.

Ensartethet i den andre aksen, vinkelrett på pallskanningsretningen, bestemmes av ytelsen til katoden, inkludert, spesielt for reaktiv sputtering, mulige gassfordelingsproblemer. Med magnetoner kan magnets plassering og styrke påvirke både målutnyttelse og iboende ensartethet, og det er normalt en avveining mellom disse to aspektene. Langs midten av målets lengde er både ensartethet og utnyttelse normalt ganske bra, men i endene, der erosjonsstien "Race Track" snur seg, vil deponeringshastigheten og den resulterende filmtykkelsen falle av med mindre magneter blir justert for å kompensere, men hvis det blir gjort til erosjonskanalen blir de dypere som reduseres for å gjøre det mulig å gjøre det mulig å bryte, kan du være backingplaten).

Tips til halebehandling i de større multi pallsystemene er også ganske gunstig for bruk av målmateriale når det gjelder å få mer på underlagene dine og mindre på skjold og andre kammerdeler. I et enkelt pallsystem er blypallen den eneste pallen, og ettersom den forlater deponeringssonen, må den fortsette å skanne til bakkanten - halen - er helt ut, med målet som fortsatt brenner hele tiden, som effektivt kaster bort noe av målmaterialet.

I tuppen til halet tilnærming er det bare et kort gap mellom en hale og neste spiss, og deretter går materialet nok en gang inn på en "live" pall full av underlag, med en ny pall som kommer inn når pallen går ut

I den høye enden av allsidigheten kan tilsetning av spalteventiler for å isolere prosessseksjoner, kombinert med sofistikert automatiseringskontroll, gjøre det mulig å betjene forskjellige seksjoner samtidig med forskjellige gassmiljøer (trykk og gassblanding), kanskje direkte sputtering av ett lag på en pall i seksjon en, samtidig som det er reaktivt med å sprute et annet lag på en pallet i et separat. In-line sputter-systemer kan tilpasses for å imøtekomme et bredt spekter av prosesskrav og underlagsstørrelser.