Hva er plane magnetroner i PVD -belegg?

Den plane magnetronen er i hovedsak en klassisk "diode" -modus sputtende katode med tilsetning av en permanent magnet -matrise bak katoden. Denne magnetoppstillingen er ordnet slik at magnetfeltet er normalt for det elektriske feltet i en lukket bane og danner en grense "tunnel" som feller elektroner Medisinsk instrumentbeleggmaskin nær overflaten av målet. Denne elektronfangingen forbedrer effektiviteten av gasiondannelse og begrenser utladningsplasmaet, noe som tillater høyere strøm ved lavere gasstrykk og oppnår en høyere sputteravsetningshastighet for PVD (fysisk dampavsetning) belegg.

Flere forskjellige magnetron -sputtende katode/målformer har blitt brukt, men de vanlige er sirkulære og rektangulære. Rektangulære magnetroner finnes ofte i større skala i line magnetron sputteringssystemer der underlag skanner lineært forbi målene på en form for transportbånd eller bærer. Sirkulære magnetroner finnes mer ofte i konfokale batch -systemer eller enkelt skive stasjoner i klyngeverktøy.

Selv om mer komplekse mønstre kan gjøres, har katoder - inkludert praktisk talt alle sirkulære og rektangulære - et enkelt konsentrisk magnetmønster med sentrum som en stolpe og omkretsen det motsatte. For den sirkulære magnetronen ville dette være en relativt liten rund magnet i midten, og en ringformet ringmagnet av den motsatte polariteten rundt utsiden med et gap i mellom.

For den rektangulære magnetron er midten normalt en stang ned den lange aksen (men mindre enn full lengde) med et rektangulært "gjerde" av den motsatte polariteten hele veien rundt den med et gap i mellom. Gapet er der plasmaet vil være, en sirkulær ring i den sirkulære magnetronen eller en langstrakt "racerbane" i det rektangulære. Legg merke til at spesielt i større katoder kan magnetene være flere individuelle segmenter i stedet for ett solid stykke.
Når målkatodebeleggmaterialet brukes i PVD og materialsputters av, vil du kunne se disse karakteristiske erosjonsmønstrene på målflaten. Faktisk, i tilfelle magnetproblemer som manglende, feiljustert eller opp ned, vil erosjonsstien være unormal, og dette kan være en god diagnostisk indikasjon på slike problemer i din magnetron -sputtende katode.

Polorienteringen til de enkelte magneter må være slik at en pol dannes i midten, og den motsatte polen i omkretsen. Det er et par måter å gjøre dette på. Det vanlige er å installere magnetenes nord- / sørpoler vinkelrett på målet til målet, den ene polet mot målet og den andre enden - den "frie" enden / motsatte polen - magnetisk broet til de andre magnetene av en stolpeplate laget av magnetisk (normalt jernholdig) materiale.
Den komplette magnetkretsen er således en åpen nordpol av en magnet (eller en kjede med individuelle magneter om ikke ett stykke) med det motsatte sørpolet koblet med magnetisk materiale til nordpolen til en annen, hvis sørpol er deretter åpen. Disse to magnetisk motsatte åpne endene vender mot målet og de resulterende magnetfeltbuer over overflaten av målet for å danne elektronfangst, plasmakonsentrerende tunnel
Merk at PVD -magnetronen fungerer med enten magnetisk innretting - senteret kan være nord og omkretsen kan være sørover, eller omvendt. I plante sputteringssystemer i magnetron er det imidlertid flere katoder i ganske nærhet til hverandre, og du vil ikke at du forvillet nord / sørfelt dannet seg mellom målene.
Disse N/S Magnetron -magnetfeltene skal bare være på måls ansikter, og danne de ønskede magnetiske tunnelene der. Av denne grunn er det helt ønskelig å sørge for at alle katodene i ett system er på linje på samme måte, enten nord på sine omkretser, eller hele sør på deres omkretser. Og for fasiliteter med flere sputtersystemer er det også ønskelig å gjøre dem alle til de samme slik at katoder trygt kan byttes mellom systemene uten å bekymre seg for magnetjustering.