งานวิจัยเกี่ยวกับเทคโนโลยีการสปัตเตอร์ Magnetron- Ningbo Danko Vacuum Technology Co., Ltd.

1.1 แรงดันไฟฟ้าและพลังงาน

หากแรงดันไฟฟ้าที่ใช้เปลี่ยนภายในช่วงความดันซึ่งก๊าซสามารถเกิดขึ้นได้ความต้านทานของพลาสมาในวงจรจะเปลี่ยนไปตามลำดับทำให้กระแสในก๊าซเปลี่ยน การเปลี่ยนกระแสไฟฟ้าในก๊าซสามารถสร้างไอออนมากขึ้นหรือน้อยลงที่กระทบเป้าหมายเพื่อควบคุมอัตราการสปัตเตอร์

โดยทั่วไป: การเพิ่มแรงดันไฟฟ้าจะเพิ่มอัตราการแตกตัวเป็นไอออน สิ่งนี้จะเพิ่มกระแสดังนั้นมันจะทำให้เกิดความต้านทานลดลง เมื่อแรงดันไฟฟ้าเพิ่มขึ้นการลดลงของความต้านทานจะเพิ่มกระแสอย่างมากนั่นคือพลังงานจะเพิ่มขึ้นอย่างมาก หากความดันแก๊สคงที่และความเร็วที่พื้นผิวเคลื่อนที่ภายใต้แหล่งกำเนิดสปัตเตอร์จะคงที่ปริมาณของวัสดุที่สะสมอยู่บนพื้นผิวจะถูกกำหนดโดยพลังงานที่ใช้กับวงจร ในช่วงที่ใช้ในผลิตภัณฑ์เคลือบ Vonardenne มีความสัมพันธ์เชิงเส้นระหว่างการเพิ่มขึ้นของพลังงานและการเพิ่มขึ้นของอัตราสปัตเตอร์

1.2 สภาพแวดล้อมก๊าซ

ระบบสูญญากาศและระบบก๊าซกระบวนการรวมกันควบคุมสภาพแวดล้อมของก๊าซ

ก่อนอื่นปั๊มสูญญากาศจะดึงร่างกายของห้องไปยังสุญญากาศสูง (ประมาณ 10-Torr) จากนั้นก๊าซกระบวนการจะถูกชาร์จโดยระบบก๊าซกระบวนการ (รวมถึงตัวควบคุมแรงดันและการควบคุมการไหล) เพื่อลดแรงดันก๊าซให้เหลือประมาณ 2x10-3Torr เพื่อให้แน่ใจว่าคุณภาพที่เหมาะสมของฟิล์มเดียวกันก๊าซกระบวนการจะต้องบริสุทธิ์ 99.995% ในการสปัตเตอร์ปฏิกิริยาการผสมก๊าซเฉื่อย (เช่นอาร์กอน) จำนวนเล็กน้อยในก๊าซปฏิกิริยาสามารถเพิ่มอัตราการสปัตเตอร์

1.3 แรงดันแก๊ส

การลดแรงดันก๊าซไปยังจุดหนึ่งจะเพิ่มเส้นทางที่เป็นอิสระของไอออนซึ่งจะช่วยให้ไอออนสามารถตีแคโทดด้วยพลังงานเพียงพอที่จะทิ้งระเบิดอนุภาคเช่นเพิ่มอัตราการสปัตเตอร์ นอกเหนือจากจุดนี้ปริมาณของไอออนไนซ์จะลดลงเนื่องจากโมเลกุลน้อยเกินไปที่เข้าร่วมในการชนทำให้อัตราการสปัตเตอร์ลดลง หากความดันแก๊สต่ำเกินไปพลาสมาจะดับและหยุดการกระแทก การเพิ่มความดันก๊าซจะเพิ่มอัตราการเกิดไอออไนเซชัน แต่ยังช่วยลดเส้นทางอิสระเฉลี่ยของอะตอมสปัตเตอร์ซึ่งจะช่วยลดอัตราการสปัตเตอร์ ช่วงความดันก๊าซที่อัตราการสะสมสูงสุดสามารถรับได้แคบมาก หากมีการทำปฏิกิริยาสปัตเตอร์เนื่องจากมีการใช้อย่างต่อเนื่องการสปัตเตอร์ปฏิกิริยาใหม่จะต้องเติมเต็มในอัตราที่เหมาะสมเพื่อรักษาอัตราการสะสมที่สม่ำเสมอ

1.4 ความเร็วในการส่ง

การเคลื่อนที่ของพื้นผิวแก้วภายใต้แคโทดดำเนินการโดยใช้ไดรฟ์ ความเร็วไดรฟ์ต่ำช่วยให้แก้วผ่านไปได้นานขึ้นในช่วงแคโทดซึ่งช่วยให้ชั้นที่หนาขึ้น อย่างไรก็ตามเพื่อให้แน่ใจว่าความสม่ำเสมอของชั้นฟิล์มความเร็วในการส่งจะต้องคงที่

ความเร็วในการส่งทั่วไปในพื้นที่เคลือบอยู่ในช่วงตั้งแต่ 0 ถึง 600 นิ้วต่อนาที (ประมาณ 0 ถึง 15.24 เมตร) ช่วงการทำงานทั่วไปอยู่ระหว่าง 90 ถึง 400 นิ้วต่อนาที (ประมาณ 2.286 ถึง 10.16 เมตร) ขึ้นอยู่กับวัสดุเคลือบพลังงานจำนวนแคโทดและประเภทของการเคลือบ

1.5 ระยะทางและความเร็วและการยึดเกาะ

สำหรับอัตราการสะสมสูงสุดและการยึดเกาะของฟิล์มที่ดีขึ้นควรวางสารตั้งต้นให้ใกล้กับแคโทดมากที่สุดโดยไม่ทำลายการปล่อยแสง ค่าเฉลี่ยเส้นทางอิสระของอนุภาคสปัตเตอร์และโมเลกุลก๊าซ (และไอออน) ก็มีบทบาทเช่นกัน เมื่อระยะห่างระหว่างพื้นผิวและแคโทดเพิ่มขึ้นความน่าจะเป็นของการชนจะเพิ่มขึ้นเพื่อให้ความสามารถของอนุภาคสปัตเตอร์ที่จะไปถึงพื้นผิวจะลดลง ดังนั้นสำหรับอัตราการสะสมสูงสุดและการยึดเกาะที่ดีที่สุดจึงต้องวางสารตั้งต้นให้ใกล้กับแคโทดมากที่สุด

2 พารามิเตอร์ระบบ

กระบวนการนี้ได้รับผลกระทบจากพารามิเตอร์จำนวนมาก บางคนสามารถเปลี่ยนแปลงและควบคุมได้ในระหว่างการดำเนินการกระบวนการ ในขณะที่คนอื่น ๆ แม้ว่าจะได้รับการแก้ไขโดยทั่วไปสามารถควบคุมได้ภายในช่วงที่กำหนดก่อนการดำเนินการกระบวนการ พารามิเตอร์คงที่สำคัญสองประการคือ: โครงสร้างเป้าหมายและสนามแม่เหล็ก

2.1 โครงสร้างเป้าหมาย

แต่ละเป้าหมายมีโครงสร้างภายในและการวางแนวอนุภาคของตัวเอง เนื่องจากความแตกต่างในโครงสร้างภายในสองเป้าหมายที่ดูเหมือนจะเหมือนกันอาจแสดงอัตราการสปัตเตอร์ที่แตกต่างกันอย่างมากมาย สิ่งนี้ควรสังเกตโดยเฉพาะอย่างยิ่งในการเคลือบผิวที่มีการใช้เป้าหมายใหม่หรือแตกต่างกัน หากบล็อกเป้าหมายทั้งหมดมีโครงสร้างที่คล้ายกันในระหว่างการประมวลผลการปรับแหล่งจ่ายไฟเพิ่มหรือลดพลังงานตามต้องการสามารถชดเชยได้ ภายในชุดของเป้าหมายอัตราการสปัตเตอร์ที่แตกต่างกันจะเกิดขึ้นเนื่องจากโครงสร้างอนุภาคที่แตกต่างกัน กระบวนการตัดเฉือนอาจทำให้เกิดความแตกต่างในโครงสร้างภายในของเป้าหมายดังนั้นแม้เป้าหมายขององค์ประกอบโลหะผสมเดียวกันจะมีความแตกต่างในอัตราการสปัตเตอร์

ในทำนองเดียวกันพารามิเตอร์เช่นโครงสร้างผลึกโครงสร้างเมล็ดข้าวความแข็งความเครียดและสิ่งสกปรกของบล็อกเป้าหมายสามารถส่งผลกระทบต่ออัตราการสปัตเตอร์ซึ่งอาจส่งผลให้เกิดข้อบกพร่องคล้ายกับผลิตภัณฑ์ สิ่งนี้ยังต้องการความสนใจในระหว่างการเคลือบ อย่างไรก็ตามสถานการณ์นี้สามารถแก้ไขได้โดยการแทนที่เป้าหมายเท่านั้น

โซนการพร่องเป้าหมายเองนั้นยังทำให้อัตราการสปัตเตอร์ค่อนข้างต่ำ ในเวลานี้เพื่อให้ได้เลเยอร์ฟิล์มที่ดีต้องมีการปรับความเร็วหรือความเร็วในการส่งผ่าน เนื่องจากความเร็วมีความสำคัญต่อผลิตภัณฑ์การปรับมาตรฐานและการปรับที่เหมาะสมคือการเพิ่มพลังงาน

2.2 สนามแม่เหล็ก

สนามแม่เหล็กที่ใช้ในการดักจับอิเล็กตรอนทุติยภูมิจะต้องสอดคล้องกันทั่วพื้นผิวเป้าหมายและความแรงของสนามแม่เหล็กควรเหมาะสม สนามแม่เหล็กที่ไม่สม่ำเสมอผลิตชั้นที่ไม่สม่ำเสมอ หากความแรงของสนามแม่เหล็กไม่เหมาะสม (เช่นต่ำเกินไป) แม้แต่ความแรงของสนามแม่เหล็กเดียวกันจะส่งผลให้อัตราการสะสมของฟิล์มช้าและการสปัตเตอร์ที่เป็นไปได้ที่หัวสลักเกลียว สิ่งนี้สามารถปนเปื้อนเมมเบรน หากความแรงของสนามแม่เหล็กสูงเกินไปอัตราการสะสมอาจสูงมากในตอนต้น แต่อัตรานี้จะลดลงอย่างรวดเร็วในระดับต่ำมากเนื่องจากพื้นที่สลัก ในทำนองเดียวกันพื้นที่สลักนี้ยังส่งผลให้อัตราการใช้งานเป้าหมายต่ำลง

2.3 พารามิเตอร์ตัวแปร

ในระหว่างกระบวนการสปัตเตอร์การควบคุมแบบไดนามิกของกระบวนการสามารถทำได้โดยการเปลี่ยนพารามิเตอร์เหล่านี้ พารามิเตอร์ตัวแปรเหล่านี้รวมถึง: พลังงานความเร็วประเภทของก๊าซและความดัน

3.1 พลังงาน

แต่ละแคโทดมีแหล่งพลังงานของตัวเอง ขึ้นอยู่กับขนาดของแคโทดและการออกแบบระบบพลังงานอาจแตกต่างกันไปตั้งแต่ 0 ถึง 150kW (เล็กน้อย) แหล่งจ่ายไฟเป็นแหล่งกระแสคงที่ ในโหมดควบคุมพลังงานพลังงานจะได้รับการแก้ไขในขณะที่มีการตรวจสอบแรงดันไฟฟ้าและพลังงานคงที่จะถูกเก็บรักษาไว้โดยการเปลี่ยนกระแสเอาต์พุต ในโหมดควบคุมปัจจุบันกระแสเอาต์พุตได้รับการแก้ไขและตรวจสอบในขณะที่แรงดันไฟฟ้าสามารถปรับได้ ยิ่งใช้พลังงานสูงเท่าใดอัตราการสะสมก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น

3.2 ความเร็ว

ตัวแปรอื่นคือความเร็ว สำหรับเครื่องเคลือบแบบปลายเดี่ยวความเร็วในการส่งของโซนเคลือบสามารถเลือกได้ตั้งแต่ 0 ถึง 600 นิ้วต่อนาที (ประมาณ 0 ถึง 15.24 เมตร) สำหรับเครื่องเคลือบปลายสองชั้นความเร็วในการส่งของโซนเคลือบสามารถเลือกได้ตั้งแต่ 0 ถึง 200 นิ้วต่อนาที (ประมาณ 0 ถึง 5.08 เมตร) ในอัตราสปัตเตอร์ที่กำหนดความเร็วในการขับขี่ที่ต่ำกว่าจะบ่งบอกถึงฟิล์มหนา

3.3 แก๊ส

ตัวแปรสุดท้ายคือก๊าซ สามารถเลือกก๊าซสองในสามของก๊าซเพื่อใช้เป็นก๊าซหลักและก๊าซเสริม ระหว่างพวกเขาสามารถปรับอัตราส่วนของทั้งสองได้ ความดันแก๊สสามารถควบคุมได้ระหว่าง 1 ~ 5x 10-3torr

3.4 ความสัมพันธ์ระหว่างแคโทด/สารตั้งต้น

ในเครื่องเคลือบกระจกโค้งพารามิเตอร์อื่นที่สามารถปรับได้คือระยะห่างระหว่างแคโทดและสารตั้งต้น ไม่มีแคโทดที่ปรับได้ในเครื่องเคลือบกระจกแบน

การระเหยด้วยความร้อนและการเคลือบสปัตเตอร์แม็กเทอร์ Machine