Magnetrons ระนาบในการเคลือบ PVD คืออะไร?

Magnetron ระนาบเป็นสาระสำคัญในโหมด "ไดโอด" แบบคลาสสิกแคโทดสปัตเตอร์ด้วยการเพิ่มอาร์เรย์แม่เหล็กถาวรด้านหลังแคโทด อาร์เรย์แม่เหล็กนี้ถูกจัดเรียงเพื่อให้สนามแม่เหล็กเป็นปกติกับสนามไฟฟ้าในเส้นทางปิดและสร้างขอบเขต "อุโมงค์" ซึ่งกับดักอิเล็กตรอน เครื่องเคลือบเครื่องมือทางการแพทย์ ใกล้พื้นผิวของเป้าหมาย การดักจับอิเล็กตรอนนี้ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของการก่อตัวของก๊าซไอออนและ จำกัด พลาสมาปล่อยให้กระแสไฟฟ้าสูงขึ้นที่ความดันก๊าซที่ต่ำกว่าและบรรลุอัตราการสะสมสปัตเตอร์ที่สูงขึ้นสำหรับการเคลือบ PVD (การสะสมไอทางกายภาพ)

มีการใช้รูปทรงแคโทด/เป้าหมายที่แตกต่างกันหลายรูปแบบที่แตกต่างกันไป แต่ทั่วไปเป็นวงกลมและรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า Magnetrons รูปสี่เหลี่ยมผืนผ้ามักจะพบในระดับที่ใหญ่ขึ้นในระบบสปัตเตอร์ Magnetron ที่มีพื้นผิวที่สแกนเป็นเส้นตรงผ่านเป้าหมายในบางรูปแบบของสายพานลำเลียงหรือผู้ให้บริการ Magnetrons แบบวงกลมมักพบได้ทั่วไปในระบบชุด confocal ขนาดเล็กหรือสถานีเวเฟอร์เดี่ยวในเครื่องมือคลัสเตอร์

แม้ว่ารูปแบบที่ซับซ้อนมากขึ้นสามารถทำได้ cathodes - รวมถึงรูปแบบวงกลมและรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าทั้งหมด - มีรูปแบบแม่เหล็กศูนย์กลางที่เรียบง่ายโดยที่กึ่งกลางเป็นเสาเดียวและปริมณฑลตรงข้าม สำหรับแมกนีตรอนแบบวงกลมนี่จะเป็นแม่เหล็กทรงกลมที่ค่อนข้างเล็กอยู่ตรงกลางและแม่เหล็กวงแหวนวงแหวนของขั้วตรงข้ามรอบด้านนอกพร้อมช่องว่างระหว่าง

สำหรับ magnetron สี่เหลี่ยมผืนผ้าหนึ่งโดยปกติจะเป็นแถบลงแกนยาว (แต่น้อยกว่าความยาวเต็ม) ด้วย "รั้ว" สี่เหลี่ยมของขั้วตรงข้ามตลอดทางรอบ ๆ ด้วยช่องว่างระหว่าง ช่องว่างเป็นที่ที่พลาสมาจะเป็นวงแหวนวงกลมในวงกลมแมกนีตรอนหรือ "แทร็กเรซ" ยาวในรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า โปรดทราบว่าโดยเฉพาะอย่างยิ่งในแคโทดขนาดใหญ่แม่เหล็กสามารถเป็นหลายส่วนของแต่ละบุคคลมากกว่าชิ้นส่วนที่เป็นของแข็งหนึ่งชิ้น
เนื่องจากวัสดุการเคลือบแคโทดเป้าหมายถูกใช้ใน PVD และวัสดุปิดวัสดุคุณจะสามารถเห็นรูปแบบการกัดเซาะลักษณะเหล่านี้บนใบหน้าเป้าหมาย ในความเป็นจริงในกรณีที่มีปัญหาแม่เหล็กใด ๆ เช่นการหายไปตรงแนวหรือกลับหัวกลับหางเส้นทางการกัดเซาะจะผิดปกติและนี่อาจเป็นข้อบ่งชี้การวินิจฉัยที่ดีของปัญหาดังกล่าวภายในแคโทดแมกนีตรอนสปัตเตอร์ของคุณ

การวางแนวเสาของแม่เหล็กแต่ละตัวจะต้องเป็นเช่นนั้นขั้วหนึ่งจะเกิดขึ้นที่กึ่งกลางและขั้วตรงข้ามที่ปริมณฑล มีสองวิธีในการทำสิ่งนี้ ทั่วไปคือการติดตั้งขั้วเหนือ / ขั้วใต้ของแม่เหล็กตั้งฉากกับระนาบของเป้าหมายเสาหนึ่งไปทางเป้าหมายและปลายอีกด้าน - ปลาย "ฟรี" ที่ "ตรงข้ามกับเสา - เชื่อมต่อแม่เหล็กอื่น ๆ ด้วยแผ่นขั้วที่ทำจากวัสดุแม่เหล็ก (ปกติ)
วงจรแม่เหล็กที่สมบูรณ์จึงเป็นขั้วโลกเหนือแบบเปิดของแม่เหล็กหนึ่ง (หรือโซ่ของแม่เหล็กแต่ละตัวถ้าไม่ใช่ชิ้นเดียว) ที่มีขั้วโลกใต้ตรงข้ามกับวัสดุแม่เหล็กไปยังขั้วโลกเหนือของอีกชิ้นหนึ่งซึ่งขั้วโลกใต้เปิดอยู่ ทั้งสองด้านตรงข้ามกับปลายเปิดหันหน้าไปทางเป้าหมายและโค้งสนามแม่เหล็กที่เกิดขึ้นเหนือพื้นผิวของเป้าหมายเพื่อสร้างการดักอิเล็กตรอน
โปรดทราบว่า PVD Magnetron ทำงานร่วมกับการจัดตำแหน่งแม่เหล็ก - ศูนย์กลางสามารถอยู่ทางทิศเหนือและปริมณฑลสามารถอยู่ทางใต้หรือในทางกลับกัน อย่างไรก็ตามในระบบสปัตเตอร์ Magnetron Planar มีหลายแคโทดที่อยู่ใกล้กันค่อนข้างมากและคุณไม่ต้องการให้อยู่ในเขตทางเหนือ / ใต้ที่เกิดขึ้นระหว่างเป้าหมาย
สนามแม่เหล็ก Magnetron N/S เหล่านั้นควรอยู่บนใบหน้าของเป้าหมายเท่านั้นซึ่งเป็นอุโมงค์แม่เหล็กที่ต้องการที่นั่น ด้วยเหตุนี้จึงเป็นที่พึงปรารถนาทั้งหมดเพื่อให้แน่ใจว่าแคโทดทั้งหมดในระบบเดียวได้รับการจัดตำแหน่งแบบเดียวกันไม่ว่าจะเป็นไปทางทิศเหนือทั้งหมดในรอบนอกของพวกเขาหรือทั้งหมดทางใต้ของพวกเขา และสำหรับสิ่งอำนวยความสะดวกที่มีระบบสปัตเตอร์หลายระบบเป็นที่พึงปรารถนาที่จะทำให้พวกเขาเหมือนกันทั้งหมดเพื่อให้แคโทดสามารถแลกเปลี่ยนอย่างปลอดภัยระหว่างระบบโดยไม่ต้องกังวลเกี่ยวกับการจัดตำแหน่งแม่เหล็ก