Jakie są płaskie magnetrony w powłokach PVD?

Planar Magnetron jest w istocie klasycznym trybem „diodowym” rozpylającym katodą z dodaniem stałego tablicy magnesu za katodą. Ta tablica magnesu jest ułożona tak, aby pole magnetyczne było normalne dla pola elektrycznego na zamkniętej ścieżce i tworzy granicę „tunel”, który zatrzymuje elektrony Maszyna powlekania instrumentów medycznych w pobliżu powierzchni celu. To pułapkowanie elektronów poprawia wydajność tworzenia jonów gazowych i ogranicza plazmę wyładowczą, umożliwiając wyższy prąd przy niższym ciśnieniu gazowym i osiąga wyższą szybkość osadzania rozpylania dla powłok PVD (fizyczne osadzanie pary).

Zastosowano kilka różnych kształtów rozpylania magnetronu/docelowego, ale wspólne są okrągłe i prostokątne. Prostokątne magnetrony często znajdują się w większej skali w systemach rozpylania magnetronowego, w których substraty skanują liniowo obok celów na jakiejś formie przenośnika lub nośnika. Okrągłe magnetrony są częściej spotykane w mniejszych skali konfokalnych systemów wsadowych lub pojedynczych stacjach płytek w narzędziach klastrów.

Chociaż można wykonać bardziej złożone wzory, katody - w tym praktycznie wszystkie okrągłe i prostokątne - mają prosty koncentryczny wzór magnesu, a środkowy jest jeden biegun, a obwód jest odwrotnie. W przypadku okrągłego magnetronu byłby to stosunkowo niewielki okrągły magnes w środku i pierścieniowy magnes o przeciwnej polaryzacji wokół zewnątrz z szczeliną pomiędzy nimi.

W przypadku prostokątnego magnetronu środkowy jest zwykle pręt w dół długiej osi (ale mniej niż pełna długość) z prostokątnym „ogrodzeniem” przeciwnej polaryzacji wokół niego z szczeliną pomiędzy nimi. Gap jest miejscem, w którym będzie plazma, okrągły pierścień w okrągłym magnetronie lub wydłużony „tor wyścigowy” w prostokątnym. Zauważ, że szczególnie w większych katodach magnesy mogą być kilka indywidualnych segmentów, a nie jednym solidnym kawałkiem.
Ponieważ docelowy materiał powłoki katody jest używany w PVD i sputtera materiałów, będziesz mógł zobaczyć te charakterystyczne wzorce erozji na twarzy docelowej. W rzeczywistości, w przypadku problemów z magnesami, takimi jak brakujący, źle wyrównany lub do góry nogami, ścieżka erozji będzie nienormalna i może to być dobre wskazanie diagnostyczne takich problemów w katodzie rozpylającej magnetron.

Orientacja biegunowa poszczególnych magnesów musi być taka, aby jeden biegun powstał w środku, a przeciwny biegun na obwodzie. Istnieje kilka sposobów na to. Wspólnym jest zainstalowanie biegunów magnesów na północ / południe prostopadły do ​​płaszczyzny celu, jeden biegun w kierunku celu, a drugi koniec - „wolny” końcowy / przeciwny biegun - magnetycznie mostkowany do innych magnesów przez płytkę bieguna wykonaną z materiału magnetycznego (zwykle żelaznego).
Pełny obwód magnetyczny jest zatem otwartym biegunem północnym jednego magnesu (lub łańcucha poszczególnych magnesów, jeśli nie jeden kawałek) z przeciwnym południowym biegunem sprzężonym przez materiał magnetyczny z biegunem północnym drugiego, którego biegun południowy jest następnie otwarty. Te dwa magnetycznie przeciwne otwarte końce są skierowane w kierunku celu, a powstałe pole magnetyczne łukują się nad powierzchnią celu w celu utworzenia pułapki elektronowej, tunelu koncentrującego się w osoczu
Należy zauważyć, że magnetron PVD współpracuje z wyrównaniem magnetycznym - centrum może być północne, a obwód może być na południe lub odwrotnie. Jednak w płaskich systemach rozpylania magnetronowego istnieje wiele katod w dość bliskiej odległości od siebie i nie chcesz zbłąkania pola północno -południowego utworzone między celami.
Te pola magnetronowe Magnetron powinny znajdować się tylko na twarzach celów, tworząc tam pożądane tunele magnetyczne. Z tego powodu całkowicie pożądane jest upewnienie się, że wszystkie katody w jednym systemie są wyrównane w ten sam sposób, albo na północ na swoich obwodach, albo na południe na ich obwodach. A w przypadku urządzeń z wieloma systemami rozpylania pożądane jest również uczynienie ich wszystkich tak samo, aby katody można było bezpiecznie wymieniać między systemami bez obawy o wyrównanie magnesu.