Cechy systemów rozpylania w linii

„In-line” system rozpylania PVD to taki, w którym substraty przechodzą liniowo pod jednym lub więcej katodami rozpylającymi, aby uzyskać cienką warstwę. Zwykle podłoża są ładowane na nośnik lub paletę, aby ułatwić ten ruch, a niektóre mniejsze systemy obsługują tylko jedną paletę na przebieg partii. Większe systemy mogą mieć możliwość obsługi wielu palet za pomocą przewodników paletowych stacji końcowej, które wysyłają i odbierają jedną paletę po drugiej w ciągłym konwoju przechodzącym przez podsystem transportu, końcówkę każdego za ogonem poprzedniej.

Wspólną i najmniej złożoną konfiguracją jest posiadanie palet i katod poziomej z katodami na górze i podłoża na dole w orientacji w dół. W tym trybie grawitacja jest zwykle jedyną rzeczą trzymającą podłoża na paletach, a także jedyną rzeczą trzymającą palety na mechanizmie transportu, który może po prostu być łańcuchami biegnącymi wzdłuż szyn przez komorę próżniową.

Ten poziom poziomego można również wykonać z katodami na dole i podłoża na górze w celu uzyskania orientacji rozpylania, ale oczywiście nieco komplikuje to oprzyrządowanie, wymagając teraz mechanicznych środków utrzymywania substratów, aby nie spadły. W przypadku powłoki jednoborskiej nie jest to bardzo powszechna konfiguracja, ale czasami odbywa się ją w przypadku powłoki dwustronnej, z katodami zarówno powyżej, jak i poniżej palet. W tym przypadku palety mają odpowiednie otwory do przechowywania podłoża, aby dolne strony mogły otrzymać powłokę rozpylania z dolnej katody w tym samym czasie, gdy górna strona dostaje powłokę rozpylania z górnej katody.

Ale pozioma ma niekorzystną sytuację pod względem cząstek stałych. W trybie spowolnienia cząstki, które są generowane w komorze, mogą łatwo wylądować na podłożach i zostać osadzone w filmie - i to się stanie. Systemy składania są nieco samookreślone, że materiały dostaje miejsca inne niż tylko na podłożach. Największym rutynowym problemem konserwacji jest utrzymanie czystości. W orientacji rozpylania cząstki te nie dostają się na podłoża, ale mogą lądować na celach i zostać ponownie zapisane. Papier aluminium cienkie warstwa próżniowa

Tak więc w przypadku lepszego środowiska cząstek stałych istnieje również opcja orientacji pionowej do rozpylania bocznego. Zarówno katody, jak i palety są pionowe, a osadzanie jest boczne. System narzędzi i transportu staje się znacznie bardziej złożony, aby utrzymać substraty na palecie, a także obsługiwać paletę w tej orientacji, ale cząstki znacznie mniej prawdopodobne jest, że spadają na katodę lub podłoże.

W każdej z tych konfiguracji można użyć wszystkich różnych rodzajów katod, przy czym magnetrony są ogólnie popularne, płaskie lub wstawki. A moc może być dowolnym z różnych dostępnych rodzajów, takich jak RF, MFAC, DC lub Pulsed DC zgodnie z potrzebami zastosowania. Można również zakwaterować opcjonalne etapy, takie jak wytrawianie rozpylania, ciepło lub jonowe, a pełna tablica oprzyrządowania i elementów sterujących jest dostępna do powłok metali/przewodzących, dielektryków, powłok optycznych lub innych zastosowań rozpylania.

Chociaż możliwe jest użycie innych typów, katody w takich układach są prostokątne. Z reguły długa oś prostokątnej katody znajduje się w komorze, a krótka oś znajduje się wzdłuż kierunku podróży paletowej. I chociaż możliwe jest skonfigurowanie katod do celowo nierównomiernej powłoki, zdecydowana większość użytkowników chce, aby ich podłoża były jednolicie pokryte. W systemie w linii, gdy omawiamy, jednorodność w kierunku podróży paletowej zależy od stabilności zasilania katodowego i mieszanki ciśnienia komory/gazu, wraz ze stabilnością prędkości transportu, a wreszcie pozycje start/stop przed i za strefą osadzania.

W przypadku pojedynczej palety lub ostatniej palety w ciągłym biegu końcówki do ogona pozycja początkowa (a także pozycja zatrzymania) musi być wystarczająco daleko od celu, aby uniknąć pobierania nieplanowanego osadzania w dowolnym okresie stabilizacji przed skokiem, przed rozpoczęciem skanowania. Wszelkie start, zatrzymania lub odwrócenie kierunku skanowania powinny odbywać się poza rzeczywistą strefą osadzania, a skan powinien być stały i nieprzerwany przez strefę osadzania. Skany mogą być pojedynczym przejściem w dowolnym kierunku lub mogą być w przód iw tył, aby zbudować grubsze powłoki.

Trzy i cztery systemy docelowe są dość powszechne, a długość komory można zwiększyć, aby pomieścić dodatkowe źródła zgodnie z wymaganiami. Przy wystarczającej liczbie zasilaczy wiele celów można jednocześnie stosować w jednym przejściu. Przy różnych materiałach docelowych na katodach wiele warstw można zatem osadzać w jednym przejściu lub z duplikowanymi celami, grubsze powłoki można osiągnąć w jednym przejściu.

Jednomierność w drugiej osi, prostopadłą do kierunku skanowania palet, jest określana przez wydajność katody, w tym, szczególnie w przypadku reaktywnego rozpylania, możliwych problemów z rozkładem gazu. W przypadku magnetronów umieszczanie i wytrzymałość magnesów może wpływać zarówno na wykorzystanie celu, jak i nieodłączną jednolitość, i zwykle istnieje kompromis między tymi dwoma aspektami. Wzdłuż środka długości celu zarówno jednolitość, jak i wykorzystanie są zwykle całkiem dobre, ale na końcach, gdzie obraca się ścieżka erozji „ścieżki wyścigowej”, szybkość osadzania i wynikowa grubość folii spadnie, chyba że magnesy zostaną dostosowane, aby zrekompensować, ale jeśli jest to zrobione, kanał erozji stanie się głębszy tam, a ta zmniejszył cel celowy. płyta podkładowa).

Przetwarzanie ogona w większych systemach multi palet jest również dość korzystne dla wykorzystania materiału docelowego pod względem uzyskania większej liczby podłoża, a mniej na tarczach i innych częściach komory. W jednym systemie palety paleta ołowiu jest jedyną paletą, a ponieważ opuszcza strefę osadzania, musi kontynuować skanowanie, aż krawędź końcowa - ogon - jest na całej drodze, a cel wciąż płonie cały czas, co skutecznie marnuje część materiału docelowego.

W podejściu końcówki do ogona istnieje tylko krótka szczelina między jednym ogonem a następną końcówką, a następnie materiał po raz kolejny wchodzi do palety „żyją” pełnej substratów, z nową paletą wchodzącą, gdy paleta wychodzi z strefy osadzania, istnieje wiele zmiennych, które mogą wpływać na tę liczbę, ale jako zasada kciuka końcówka ogona może być prawie dwa razy wydajna w stosunku do samego palet.

W wysokiej końcu wszechstronności dodanie zaworów szczelinowych do izolowania sekcji procesowych, w połączeniu z wyrafinowaną kontrolą automatyzacji, może umożliwić obsługę różnych sekcji jednocześnie z różnymi środowiskami gazu (ciśnienie i mieszanina gazu), być może bezpośrednie rozpylanie jednej warstwy na palecie w sekcji pierwszej, a jednocześnie reaktywnie reagować inną warstwę w innej palecie w oddzielnej sekcji izolowanej. Systemy rozpylania w linii można dostosować, aby uwzględnić szeroki zakres wymagań procesowych i rozmiarów podłoża.