Wat zijn vlakke magnetronen in PVD -coatings?

De vlakke magnetron is in wezen een klassieke "diode" -modus sputterkathode met de toevoeging van een permanente magneetarray achter de kathode. Deze magneetarray is zo gerangschikt dat het magnetische veld normaal is voor het elektrische veld in een gesloten pad en een grens "tunnel" vormt die elektronen vangt Medisch instrument coatingmachine nabij het oppervlak van het doelwit. Deze elektronenvanging verbetert de efficiëntie van de vorming van gasionen en beperkt het ontladingplasma, waardoor hogere stroom bij lagere gasdruk mogelijk is en een hogere sputterafzettingssnelheid bereikt voor PVD -coatings (fysieke dampafzetting).

Verschillende magnetron sputterkathode/doelvormen zijn gebruikt, maar de gemeenschappelijke zijn cirkelvormig en rechthoekig. Rechthoekige magnetronen worden vaak op grotere schaal aangetroffen in sputteringsystemen van lijnmagnetron waar substraten lineair langs de doelen scannen op een vorm van transportband of drager. Circulaire magnetronen worden vaker aangetroffen in confocale batchsystemen op kleinere schaal of enkele wafelstations in clustergereedschap.

Hoewel complexere patronen kunnen worden gedaan, hebben kathoden - inclusief vrijwel alle cirkelvormige en rechthoekige - een eenvoudig concentrisch magneetpatroon met het midden als één pool en de omtrek het tegenovergestelde. Voor de cirkelvormige magnetron zou dit een relatief kleine ronde magneet in het midden zijn, en een ringvormige ringmagneet van de tegenovergestelde polariteit rond de buitenkant met een opening tussendoor.

Voor de rechthoekige magnetron is de middelste een balk door de lange as (maar minder dan de volledige lengte) met een rechthoekig "hek" van de tegenovergestelde polariteit helemaal eromheen met een opening ertussenin. De opening is waar het plasma zal zijn, een cirkelvormige ring in de cirkelvormige magnetron of een langwerpig "racebaan" in het rechthoekige. Merk op dat, vooral in grotere kathoden, de magneten verschillende individuele segmenten kunnen zijn in plaats van één vast stuk.
Aangezien het doelkathodecoatingmateriaal wordt gebruikt in PVD en materiaalsputter wordt uitgeschakeld, kunt u deze karakteristieke erosiepatronen op het doelwit zien. In het geval van eventuele magneetproblemen zoals ontbrekende, verkeerd uitgelijnde of ondersteboven, zal het erosiepad abnormaal zijn en dit kan een goede diagnostische indicatie zijn van dergelijke problemen binnen uw magnetron sputterkathode.

De pooloriëntatie van de afzonderlijke magneten moet zodanig zijn dat één pool in het midden wordt gevormd en de tegenoverliggende paal aan de omtrek. Er zijn een paar manieren om dit te doen. Het gebruik is het installeren van de noord / zuidpalen van de magneten loodrecht op het vlak van het doel, de ene pool naar het doel en het andere uiteinde - het "vrije" uiteinde / tegenovergestelde paal - magnetisch overbrugd tot de andere magneten door een poolplaat gemaakt van magnetisch (normaal ferreus) materiaal.
Het complete magnetische circuit is dus een open noordpool van één magneet (of een ketting van individuele magneten, zo niet één stuk) met zijn tegenovergestelde zuidpool gekoppeld door het magnetische materiaal naar de noordpool van een andere, waarvan de zuidpool dan open is. Deze twee magnetisch tegenovergestelde open uiteinden gezicht naar het doel en de resulterende magnetische veldbogen boven het oppervlak van het doelwit om de elektronenvanging te vormen, plasma -concentratietunnel
Merk op dat de PVD -magnetron werkt met ofwel magnetische uitlijning - het centrum kan noord zijn en de omtrek kan naar het zuiden zijn, of vice versa. In vlakke magnetron sputteringsystemen zijn er echter meerdere kathoden in redelijk dichte nabijheid tot elkaar, en u wilt geen zwerfholten noord / zuidvelden gevormd tussen de doelen.
Die N/S Magnetron magnetische velden moeten zich alleen op de gezichten van de doelen bevinden en daar de gewenste magnetische tunnels vormen. Om deze reden is het volkomen wenselijk om ervoor te zorgen dat alle kathoden in één systeem op dezelfde manier worden uitgelijnd, hetzij allemaal noorden in hun perimeters, of allemaal Zuiden in hun perimeters. En voor faciliteiten met meerdere sputtersystemen is het ook wenselijk om ze allemaal hetzelfde te maken, zodat kathoden veilig tussen de systemen kunnen worden uitgewisseld zonder zich zorgen te maken over de uitlijning van de magneet.