Čo sú planárne magnetróny v PVD povlakoch?

Planar Magnetron je v podstate klasická „diódová“ rozprašovacia katóda s pridaním poľa permanentných magnetov za katódou. Toto pole magnetov je usporiadané tak, že magnetické pole je kolmé na elektrické pole v uzavretej dráhe a tvorí hraničný „tunel“, ktorý zachytáva elektróny. Stroj na poťahovanie lekárskych nástrojov blízko povrchu cieľa. Toto zachytávanie elektrónov zlepšuje účinnosť tvorby plynových iónov a obmedzuje výbojovú plazmu, čo umožňuje vyšší prúd pri nižšom tlaku plynu a dosahuje vyššiu rýchlosť naprašovania pre povlaky PVD (Physical Vapour Deposition).

Bolo použitých niekoľko rôznych tvarov katód/ciel Magnetron Sputtering, ale najbežnejšie sú kruhové a obdĺžnikové. Obdĺžnikové magnetróny sa najčastejšie nachádzajú vo väčšom meradle in line magnetrónových naprašovacích systémov, kde substráty lineárne skenujú okolo cieľov na nejakej forme dopravníkového pásu alebo nosiča. Kruhové magnetróny sa častejšie vyskytujú v konfokálnych dávkových systémoch menšieho rozsahu alebo v jednotkových waferových staniciach v klastrových nástrojoch.

Aj keď je možné vytvoriť zložitejšie vzory, väčšina katód - vrátane prakticky všetkých kruhových a pravouhlých - má jednoduchý sústredný vzor magnetu, pričom stred je jeden pól a obvod je opačný. Pre kruhový magnetrón by to bol relatívne malý okrúhly magnet v strede a prstencový prstencový magnet s opačnou polaritou okolo vonkajšej strany s medzerou medzi nimi.

V prípade obdĺžnikového magnetrónu je stredom zvyčajne tyč pozdĺž dlhej osi (ale menšia ako celá dĺžka) s pravouhlým "plotom" opačnej polarity po celom obvode s medzerou medzi nimi. Medzera je miesto, kde bude plazma, kruhový prstenec v kruhovom magnetróne alebo predĺžená "pretekárska dráha" v obdĺžniku. Všimnite si, že najmä vo väčších katódach môžu byť magnety z niekoľkých samostatných segmentov a nie z jedného pevného kusu.
Keďže povrchový katódový náterový materiál sa používa pri PVD a materiál sa rozprašuje, budete môcť vidieť tieto charakteristické vzory erózie na cieľovej ploche. V skutočnosti, v prípade akýchkoľvek problémov s magnetom, ako sú chýbajúce, nesprávne zarovnané alebo prevrátené, dráha erózie bude abnormálna, čo môže byť dobrou diagnostickou indikáciou takýchto problémov vo vašej katóde Magnetron Sputtering.

Orientácia pólov jednotlivých magnetov musí byť taká, aby jeden pól bol vytvorený v strede a opačný pól na obvode. Existuje niekoľko spôsobov, ako to urobiť. Najbežnejšia je inštalácia severných/južných pólov magnetov kolmo na rovinu cieľa, jeden pól smerom k cieľu a druhý koniec - "voľný" koniec / opačný pól - magneticky premostený k ostatným magnetom pólovou doskou. vyrobené z magnetického (zvyčajne železného) materiálu.
Kompletný magnetický obvod je teda otvorený severný pól jedného magnetu (alebo reťaz jednotlivých magnetov, ak nie jeden kus) s opačným južným pólom spojeným magnetickým materiálom so severným pólom druhého, ktorého južný pól je potom otvorený. Tieto dva magneticky protiľahlé otvorené konce smerujú k cieľu a výsledné magnetické pole sa klenie nad povrchom cieľa a vytvára tunel na zachytávanie elektrónov a koncentruje plazmu.
Všimnite si, že PVD Magnetron pracuje buď s magnetickým zarovnaním - stred môže byť sever a obvod môže byť juh, alebo naopak. Vo väčšine systémov planárneho magnetrónového naprašovania je však viacero katód v pomerne tesnej blízkosti vedľa seba a nechcete, aby sa medzi cieľmi vytvárali zablúdené severné/južné polia.
Tieto magnetické polia N/S magnetrónu by mali byť iba na tvárach cieľov a vytvárať tam požadované magnetické tunely. Z tohto dôvodu je úplne žiaduce zabezpečiť, aby všetky katódy v jednom systéme boli zarovnané rovnakým spôsobom, buď všetky na sever na ich obvodoch, alebo všetky na juh na ich obvodoch. A pre zariadenia s viacerými rozprašovacími systémami je tiež žiaduce, aby boli všetky rovnaké, aby bolo možné medzi systémami bezpečne vymieňať katódy bez obáv o zarovnanie magnetov.