Nam châm phẳng trong lớp phủ PVD là gì?

Về bản chất, Planar Magnetron là một catốt phún xạ chế độ "diode" cổ điển với việc bổ sung một mảng nam châm vĩnh cửu phía sau catốt. Dãy nam châm này được sắp xếp sao cho từ trường bình thường đối với điện trường trong một đường dẫn kín và tạo thành một "đường hầm" ranh giới để giữ các electron. Máy phủ dụng cụ y tế gần bề mặt của mục tiêu. Bẫy điện tử này cải thiện hiệu quả của sự hình thành ion khí và hạn chế plasma phóng điện, cho phép dòng điện cao hơn ở áp suất khí thấp hơn và đạt được tốc độ lắng đọng tia lửa điện cao hơn cho các lớp phủ PVD (Chất lắng đọng hơi vật lý).

Một số hình dạng cực âm / đích Magnetron Sputtering khác nhau đã được sử dụng, nhưng phổ biến nhất là hình tròn và hình chữ nhật. Magnetron hình chữ nhật thường được tìm thấy ở quy mô lớn hơn Hệ thống phún xạ Magnetron dòng trong đó chất nền quét tuyến tính qua các mục tiêu trên một số dạng băng tải hoặc tàu sân bay. Nam châm tròn thường được tìm thấy nhiều hơn trong các Hệ thống hàng loạt đồng bộ quy mô nhỏ hơn hoặc các trạm wafer đơn trong các công cụ cụm.

Mặc dù có thể thực hiện các mẫu phức tạp hơn, nhưng hầu hết các cực âm - bao gồm hầu như tất cả các hình tròn và hình chữ nhật - đều có một mẫu nam châm đồng tâm đơn giản với tâm là một cực và chu vi thì ngược lại. Đối với Magnetron hình tròn, đây sẽ là một nam châm tròn tương đối nhỏ ở trung tâm và một nam châm vòng hình khuyên có cực tính đối diện ở bên ngoài với một khoảng trống ở giữa.

Đối với Magnetron hình chữ nhật, trung tâm thường là một thanh nằm dọc theo trục dài (nhưng nhỏ hơn chiều dài đầy đủ) với một "hàng rào" hình chữ nhật có cực đối diện ở tất cả các cách xung quanh nó với một khoảng trống ở giữa. Khoảng trống là nơi plasma sẽ ở, một vòng tròn trong Magnetron hình tròn hoặc một "đường đua" dài trong hình chữ nhật. Lưu ý rằng, đặc biệt là ở các cực âm lớn hơn, các nam châm có thể là một số phân đoạn riêng lẻ chứ không phải là một mảnh rắn.
Vì vật liệu phủ catốt mục tiêu được sử dụng trong PVD và vật liệu phụt ra, bạn sẽ có thể nhìn thấy các mô hình xói mòn đặc trưng này trên mặt mục tiêu. Trên thực tế, trong trường hợp có bất kỳ vấn đề nào về nam châm như bị thiếu, lệch hoặc lộn ngược, đường xói mòn sẽ bất thường và đây có thể là một dấu hiệu chẩn đoán tốt về các vấn đề như vậy trong cathode Magnetron Sputtering của bạn.

Hướng cực của các nam châm riêng lẻ phải sao cho một cực được hình thành ở tâm và cực ngược lại ở chu vi. Có một vài cách để làm điều này. Phổ biến nhất là lắp đặt các cực bắc / nam của nam châm vuông góc với mặt phẳng của mục tiêu, một cực hướng về mục tiêu và đầu còn lại - đầu "tự do" / cực ngược lại - được bắc cầu từ tính với các nam châm khác bằng một bản cực. làm bằng vật liệu từ tính (thường là sắt).
Do đó, mạch từ hoàn chỉnh là một cực bắc mở của một nam châm (hoặc một chuỗi các nam châm riêng lẻ nếu không phải là một mảnh) với cực nam đối diện của nó được ghép bởi vật liệu từ với cực bắc của một nam châm khác, khi đó cực nam sẽ mở. Hai đầu mở đối diện từ tính này hướng về phía mục tiêu và kết quả là từ trường cong lên trên bề mặt của mục tiêu để tạo thành bẫy điện tử, đường hầm tập trung plasma
Lưu ý rằng PVD Magnetron hoạt động với sự liên kết từ tính - tâm có thể ở phía bắc và chu vi có thể là phía nam hoặc ngược lại. Tuy nhiên, trong hầu hết các hệ thống phún xạ Magnetron phẳng, có nhiều cực âm ở khá gần nhau và bạn không muốn các trường hướng bắc / nam đi lạc giữa các mục tiêu.
Các từ trường N / S Magnetron đó chỉ nên ở trên mặt của mục tiêu, tạo thành các đường hầm từ trường mong muốn ở đó. Vì lý do này, hoàn toàn mong muốn đảm bảo rằng tất cả các cực âm trong một hệ thống được căn chỉnh theo cùng một cách, hoặc tất cả về phía bắc trên chu vi của chúng, hoặc tất cả phía nam trên chu vi của chúng. Và đối với các thiết bị có nhiều hệ thống phún xạ, cũng nên làm cho tất cả chúng giống nhau để có thể trao đổi cực âm một cách an toàn giữa các hệ thống mà không phải lo lắng về sự liên kết của nam châm.