Kenmerken van in-line sputteringsystemen

Een "in-line" PVD-sputtersysteem is er een waarin substraten lineair onder een of meer sputterkathoden passeren om hun dunne filmcoating te verwerven. Normaal worden de substraten op een drager of pallet geladen om deze beweging te vergemakkelijken, en sommige kleinere systemen behandelen slechts één pallet per batchrun. Grotere systemen kunnen de mogelijkheid hebben om meerdere pallets te hanteren door het gebruik van pallet -handlers van het eindstation die de ene pallet na de andere verzenden en ontvangen in een doorlopend konvooi dat door het transportsubsysteem gaat, de punt van elke volgende achter de staart van de vorige.

De gemeenschappelijke en minst complexe configuratie is om de pallets en kathoden horizontaal te hebben met kathoden bovenaan en substraten aan de onderkant in een sputter down oriëntatie. In deze modus is de zwaartekracht meestal het enige dat de substraten op de pallets houdt, en ook het enige dat de pallets op het transportmechanisme houdt, dat gewoon ketens kunnen zijn die langs zijrails door de vacuümkamer lopen.

Die horizontale opstelling kan ook worden gedaan met kathoden aan de onderkant en substraten bovenaan voor een sputter -up oriëntatie, maar dit compliceert de gereedschap natuurlijk enigszins en vereist nu mechanische middelen om de substraten op hun plaats te houden zodat ze niet vallen. Voor eenzijdige coating is dit geen veel voorkomende configuratie, maar het wordt soms gedaan voor dubbelzijdige coating, met kathoden zowel boven als onder de pallets. De pallets hebben in dit geval geschikte openingen om de substraten te houden, zodat de onderkant van de onderkant de sputter omhoog coating van de onderste kathode kan ontvangen, op hetzelfde moment dat de bovenkant de sputter naar beneden brengt, de bovenste kathode.

Maar horizontaal heeft een nadeel in termen van deeltjes. In de sputter -down -modus kunnen deeltjes die in de kamer worden gegenereerd, gemakkelijk op de substraten landen en ingebed worden in de film - en dat zal zeker optreden. Depositiesystemen zijn enigszins zelf verontreinigend met materiaal dat andere plaatsen krijgt dan alleen op de substraten. Het grootste routinematige onderhoudsprobleem is het schoon houden. In sputter-oriëntatie komen die deeltjes niet op de substraten, maar kunnen op de doelen landen en opnieuw worden ingeput. Paper aluminium dunne films vacuümcoatingmachine

Dus voor een betere deeltjesomgeving is er ook de verticale oriëntatieoptie voor sputtering bij zijsputters. Zowel de kathoden als de pallets zijn verticaal en depositie is lateraal. Het gereedschaps- en transportsysteem wordt aanzienlijk complexer om de substraten op de pallet te houden en ook de pallet in die oriëntatie af te handelen, maar deeltjes vallen veel minder waarschijnlijk op de kathode of het substraat.

In elk van deze configuraties kunnen alle verschillende soorten kathoden worden gebruikt, waarbij magnetronen over het algemeen de populaire, vlak of inzet zijn. En stroom kan een van de verschillende beschikbare typen zijn, zoals RF, MFAC, DC of gepulseerde DC zoals gewenst voor de toepassing. Optionele fasen zoals sputter -ets, warmte- of ionenbronnen kunnen ook worden ondergebracht, en de volledige reeks instrumentatie en bedieningselementen zijn beschikbaar voor metalen/geleidende coatings, diëlektrica, optische coatings of andere sputter -toepassingen.

Hoewel het mogelijk is om andere typen te gebruiken, zijn van de kathoden in dergelijke systemen rechthoekig. In de regel bevindt de lange as van de rechthoekige kathode zich over de kamer en de korte as bevindt zich in de richting van palletreizen. En hoewel het mogelijk is om kathoden te configureren voor opzettelijk niet -uniforme coating, willen de grote meerderheid van de gebruikers dat hun substraten uniform worden gecoat. In een in-line systeem zoals we bespreken, is de uniformiteit in de richting van palletreizen afhankelijk van de stabiliteit van het kathodevermogen en de kamerdruk/gasmengsel, samen met de stabiliteit van de transportsnelheid, en ten slotte de start-/stopposities voor en achter de depositiezone.

Voor een enkele pallet, of voor de en laatste pallet in een punt om de staart continu run te runnen, moet de startpositie (evenals de stoppositie) ver van direct onder het doelwit zijn om te voorkomen dat ongeplande afzetting tijdens een stabilisatieperiode voor de pre-ruiter wordt opgebouwd, voordat de scan starten. Alle starts, stops of omkeringen van de scanrichting moeten plaatsvinden buiten de werkelijke depositiezone en de scan moet stabiel en ononderbroken zijn door de depositiezone. Scans kunnen in beide richtingen een enkele pass zijn, of kunnen heen en weer zijn om dikkere coatings op te bouwen.

Drie en vier doelsystemen komen vrij vaak voor en de kamerlengte kan worden verhoogd om extra bronnen te herbergen zoals vereist. Met voldoende voedingen kunnen meerdere doelen tegelijkertijd in een enkele pass worden gebruikt. Met verschillende doelmaterialen op de kathoden kunnen meerdere lagen dus in een enkele pass worden afgezet, of met dubbele doelen, kunnen dikkere coatings worden bereikt in een enkele pass.

Uniformiteit in de andere as, loodrecht op de richting van de palletscan, wordt bepaald door de prestaties van de kathode, inclusief, met name voor reactieve sputtering, mogelijke gasverdelingsproblemen. Met magnetronen kan de plaatsing en sterkte van de magneten zowel het gebruik van het doel als de inherente uniformiteit beïnvloeden, en er is normaal gesproken een afweging tussen die twee aspecten. In het midden van de lengte van het doelwit zijn zowel uniformiteit als gebruik normaal gesproken redelijk goed, maar aan de uiteinden, waar het "racebaan" erosiepad omdraait, wordt de depositiesnelheid en de resulterende filmdikte afgezet tenzij magneten worden aangepast om te compenseren, maar als dat wordt gedaan, wordt het erosiekanaal Breaks -breaks door rugplaat).

Tip voor staartverwerking in de grotere multi -palletsystemen is ook behoorlijk gunstig voor het gebruik van het doelmateriaal in termen van meer over uw substraten en minder op schilden en andere kameronderdelen. In een enkel palletsysteem is de loodpallet de enige pallet, en omdat het de afzettingszone verlaat, moet het blijven scannen totdat de achterrand - de staart - helemaal naar buiten is, met het doel nog steeds de hele tijd brandend, wat effectief een deel van het doelmateriaal verspilt.

In de tip naar de staartbenadering is er slechts een korte kloof tussen de ene staart en de volgende tip en vervolgens gaat materiaal opnieuw naar een "live" pallet vol met substraten, met een nieuwe pallet die binnenkomt als de pallet de afzettingszone verlaat, zijn er veel variabelen die dit aantal kunnen beïnvloeden, maar als een regel van de tip tot staart -aanpak kan de tip zijn om te staart -tip zijn, de tip voor de staart -aanpak kan zijn in het materiaalgebruik.

Aan de hoogste veelzijdigheid kan de toevoeging van spleetkleppen om processecties te isoleren, gecombineerd met geavanceerde automatiseringscontrole, het mogelijk maken om verschillende secties tegelijkertijd te bedienen met verschillende gasomgevingen (druk en gasmengsel), misschien direct sputteren van één laag op een pallet in sectie één, terwijl tegelijkertijd reactief reactief een andere pallet in een afzonderlijke lagen in een afzonderlijke sectie sputtert. In-line sputtersystemen kunnen worden aangepast aan een breed scala aan procesvereisten en substraatgroottes.