Čo sú planárne magnetróny v PVD povlakoch?

Planárny magnetrón je v podstate klasický katód „diódy“ režim s pridaním trvalého poľa magnetu za katódou. Toto magnetové pole je usporiadané tak, aby magnetické pole bolo normálne pre elektrické pole v uzavretej ceste a tvorí hraničný „tunel“, ktorý zachytáva elektróny Prístroj na náradie blízko povrchu cieľa. Toto zachytenie elektrónov zlepšuje účinnosť tvorby plynových iónov a obmedzuje plazmu výtoku, čo umožňuje vyšší prúd pri nižšom tlaku plynu a dosahuje vyššiu rýchlosť nanášania rozprašovania pre povlaky PVD (ukladanie fyzickej pary).

Použilo sa niekoľko rôznych metrónových rozprašujúcich katódov/cieľových tvarov, ale spoločné sú kruhové a obdĺžnikové. Obdĺžnikové magnetróny sa často vyskytujú vo väčšom rozsahu v line -magnetrónových rozprašovacích systémoch, kde substráty skenujú lineárne okolo cieľov na určitej forme dopravného pásu alebo nosiča. Kruhové magnetróny sa častejšie vyskytujú v konfokálnych dávkových systémoch alebo staniciach s jednou doštičkou v klastre.

Aj keď je možné vykonať zložitejšie vzory, katódy - vrátane prakticky všetkých kruhových a obdĺžnikových - majú jednoduchý koncentrický magnet, pričom stred je jedným pólom a obvodom opakom. V prípade kruhového magnetrónu by to bol relatívne malý okrúhly magnet v strede a prstencový kruhový magnet opačnej polarity okolo vonkajšej strany s medzerou medzi nimi.

Pre obdĺžnikový magnetrón je stredná časť obvykle tyč dole po dlhej osi (ale menšia ako celá dĺžka) s obdĺžnikovým „plotom“ opačnej polarity po celú cestu okolo nej s medzerou medzi nimi. Medzera je miesto, kde bude plazma, kruhový krúžok v kruhovom magnetrónovi alebo predĺženej „závodnej dráhe“ v obdĺžniku. Všimnite si, že najmä vo väčších katódach môžu byť magnety skôr niekoľkými jednotlivými segmentmi ako jedným pevným kusom.
Pretože sa materiál na poťahovanie cieľovej katódy používa v PVD a materiálových sputteroch, budete môcť vidieť tieto charakteristické vzory erózie na cieľovej tvári. V skutočnosti, v prípade akýchkoľvek problémov s magnetom, ako sú chýbajúce, nesprávne zarovnané alebo hore nohami, bude erózna cesta abnormálna, a to môže byť dobrým diagnostickým náznakom takýchto problémov vo vašej magnetrónovej katóde.

Orientácia pólu jednotlivých magnetov musí byť taká, aby sa jeden pól vytvoril v strede a opačný pól na obvode. Existuje niekoľko spôsobov, ako to urobiť. Spoločným je inštalácia severných / južných pólov magnetov kolmo na rovinu cieľa, jeden pól smerom k cieľu a druhý koniec - „voľný“ koncový / protiľahlý pól - magneticky premostený k druhým magnetom pólovou doskou vyrobenou z magnetického (normálne ferózneho) materiálu.
Kompletný magnetický obvod je teda otvoreným severným pólom jedného magnetu (alebo reťazcom jednotlivých magnetov, ak nie jedným kusom) s jeho protiľahlým južným pólom spojeným magnetickým materiálom k severnému pólu druhého, ktorého južný pól je potom otvorený. Tieto dva magneticky protiľahlé otvorené konce sa líšia smerom k cieľu a výsledné oblúky magnetického poľa nad povrchom cieľa, aby sa vytvoril zachytenie elektrónov, tunel koncentrujúci plazma
Všimnite si, že PVD magnetrón pracuje buď s magnetickým zarovnaním - centrum môže byť na sever a obvod môže byť na juh alebo naopak. Avšak v planárnych systémoch na rozprašovanie magnetrónu existuje viacero katód v pomerne tesnej blízkosti seba a vy nechcete, aby sa medzi cieľmi vytvorili bludné severné / južné polia.
Tieto magnetické polia N/S by mali byť iba na tvári cieľov a tvoria tam požadované magnetické tunely. Z tohto dôvodu je úplne žiaduce zabezpečiť, aby boli všetky katódy v jednom systéme zarovnané rovnakým spôsobom, buď všetok na severe na svojich obvodoch alebo na juh na svojich obvodoch. A pre zariadenia s viacerými rozprašovacími systémami je tiež žiaduce, aby boli rovnaké, aby sa katódy mohli bezpečne vymieňať medzi systémami bez obáv z zarovnania magnetu.