인라인 스퍼터링 시스템의 특징

"인라인"PVD 스퍼터링 시스템은 기판이 하나 이상의 스퍼터 캐소드 아래로 선형으로 통과하여 박막 코팅을 획득하는 시스템입니다. 일반적으로 기판은이 모션을 용이하게하기 위해 캐리어 또는 팔레트에로드되며 일부 작은 시스템은 배치 실행 당 하나의 팔레트 만 처리합니다. 더 큰 시스템은 전송 서브 시스템을 통과하는 지속적인 호송대에서 하나의 팔레트를 보내고받는 엔드 스테이션 팔레트 핸들러를 사용하여 여러 팔레트를 처리 할 수있는 기능을 가질 수 있으며, 각각의 전달의 끝은 이전의 꼬리 뒤에 다음과 같습니다.

일반적이고 가장 복잡한 구성은 팔레트와 음극이 상단에 음극과 수평으로, 스퍼터 다운 방향의 하단에 기판을 갖는 것입니다. 이 모드에서, 중력은 일반적으로 팔레트에 기판을 고정하는 유일한 것이며, 팔레트를 운반 메커니즘에 고정시키는 유일한 것은 진공 챔버를 통해 측면 레일을 따라 가동 될 수 있습니다.

그 수평 배열은 또한 바닥의 음극과 스퍼터 업 방향을 위해 상단의 기판으로 수행 할 수 있지만, 이것은 분명히 툴링을 다소 복잡하게하여 이제 기판을 제자리에 유지하는 기계적 수단이 필요합니다. 단일면 코팅의 경우, 이것은 매우 일반적인 구성이 아니지만 때로는 팔레트 위와 아래의 음극이있는 양면 코팅 용으로 때때로 수행됩니다. 이 경우 팔레트는 기판을 고정하기위한 적절한 개구부를 가지고있어 하단면이 하단 음극에서 스퍼터링 코팅을 수신 할 수 있도록 상단면이 상단 캐소드에서 스퍼터 다운 코팅을 가져옵니다.

그러나 수평은 미립자 측면에서 단점이 있습니다. 스퍼터 다운 모드에서, 챔버 내부에서 생성되는 입자는 기판에 쉽게 착륙하여 필름에 내장 될 수 있으며, 이는 발생할 수있다. 증착 시스템은 단지 기판이 아닌 다른 장소를 얻는 재료와 다소 자체 오염됩니다. 가장 큰 일상적인 유지 보수 문제는 상황을 깨끗하게 유지하는 것입니다. 스퍼터링 오리엔테이션에서는 이러한 입자가 기판에 도달하지 않지만 표적에 착륙하여 다시 스퍼터링 될 수 있습니다. 종이 알루미늄 박막 진공 코팅 기계

따라서 더 나은 미립자 환경의 경우 측면 스퍼링을위한 수직 방향 옵션도 있습니다. 음극과 팔레트는 수직이며 증착은 측면입니다. 툴링 및 전송 시스템은 팔레트의 기판을 유지하고 해당 배향의 팔레트를 처리하기 위해 상당히 복잡해 지지만 입자는 캐소드 또는 기판에 떨어질 가능성이 훨씬 적습니다.

이러한 구성 중에서도 다양한 유형의 캐소드를 사용할 수 있으며, 마그네트 론은 일반적으로 평면 또는 삽입물입니다. 전력은 응용 프로그램에 원하는 RF, MFAC, DC 또는 펄스 DC와 같은 다양한 유형 중 하나 일 수 있습니다. 스퍼터 에칭, 열 또는 이온 소스와 같은 선택적인 단계를 수용 할 수 있으며, 금속/전도성 코팅, 유전체, 광학 코팅 또는 기타 스퍼터 응용 프로그램에 대한 전체 계측 및 컨트롤을 사용할 수 있습니다.

다른 유형을 사용할 수는 있지만, 그러한 시스템의 음극은 직사각형입니다. 일반적으로 직사각형 캐소드의 장축은 챔버를 가로 질러 있으며 짧은 축은 팔레트 이동 방향을 따라 있습니다. 또한, 의도적으로 비 균일 한 코팅을 위해 음극을 구성 할 수는 있지만, 대다수의 사용자는 기판이 균일하게 코팅되기를 원합니다. 우리가 논의하고있는 인라인 시스템에서, 팔레트 이동 방향의 균일 성은 캐소드 전력 및 챔버 압력/가스 혼합물의 안정성과 운반 속도의 안정성, 그리고 마침내 증착 구역의 시작/정지 위치에 의존한다.

단일 팔레트 또는 꼬리 연속 실행 팁의 단일 팔레트 및 마지막 팔레트의 경우, 시작 위치 (및 정지 위치)는 스캔을 시작하기 전에 사전 스퍼터 안정화 기간 동안 계획되지 않은 증착을 피할 수 있도록 대상 아래에서 충분히 멀리 떨어져 있어야합니다. 스캔 방향의 시작, 정지 또는 반전은 실제 증착 구역 외부에서 발생해야하며 스캔은 증착 구역을 통해 안정적이고 중단되지 않아야합니다. 스캔은 어느 방향 으로든 단일 패스 일 수 있거나 두꺼운 코팅을 만들기 위해 앞뒤로있을 수 있습니다.

3 ~ 4 개의 대상 시스템은 매우 일반적이며 필요에 따라 추가 소스를 수용하기 위해 챔버 길이를 늘릴 수 있습니다. 충분한 전원 공급 장치를 사용하면 단일 패스에서 여러 대상을 동시에 사용할 수 있습니다. 캐소드의 다른 표적 재료를 사용하면, 다중 층을 단일 패스로, 또는 중복 대상으로, 더 두꺼운 코팅을 단일 패스로 달성 할 수있다.

팔레트 스캔 방향에 수직 인 다른 축의 균일 성은 특히 반응성 스퍼터링, 가능한 가스 분포 문제를 포함하여 캐소드의 성능에 의해 결정됩니다. 자석의 배치 및 강도는 자석의 배치 및 강도가 표적 활용 및 고유 한 균일 성 모두에 영향을 줄 수 있으며, 일반적 으로이 두 측면 사이에 트레이드 오프가 있습니다. 대상 길이의 중심을 따라, 균일 성과 활용은 일반적으로 좋지만, 끝에서 "레이스 트랙"침식 경로가 돌아 오는 끝에서, 증착 속도와 그 결과 필름 두께가 자석이 보상되도록 조정되지 않으면, 침식 채널이 더 깊어지고 목표 이용이 감소하는 경우 (총 대상의 비율을 감소시킬 수 있습니다. 백킹 플레이트).

더 큰 멀티 팔레트 시스템에서 꼬리 가공으로 팁은 기판에 더 많은 것을 얻고 방패 및 기타 챔버 부품에 적은 측면에서 대상 재료 활용에 상당히 유익합니다. 단일 팔레트 시스템에서 리드 팔레트는 유일한 팔레트이며, 증착 구역을 떠날 때, 트레일 엣지 (꼬리)가 끝날 때까지 계속 스캔해야하며, 대상은 여전히 ​​일부 대상 재료의 일부를 낭비하는 대상이 여전히 불타고 있습니다.

팁 to Tail 접근법에서는 하나의 꼬리와 다음 팁 사이에 짧은 간격이 있으며, 재료는 다시 한 번 기판으로 가득 찬 "살아있는"팔레트로 가고 있으며, 팔레트가 증착 구역을 빠져 나가는 새로운 팔레트가 들어 오면서이 숫자에 영향을 줄 수있는 많은 변수가 있지만, 팁 to Tail 접근법은 단일 팔레트만큼 재료만큼 효율적으로 두 배가 될 수 있습니다.

다양성의 고급에서는 정교한 자동화 제어와 결합 된 프로세스 섹션을 분리하기위한 슬릿 밸브를 추가하면 다른 가스 환경 (압력 및 가스 혼합물)과 동시에 다른 섹션을 동시에 작동시킬 수 있으며, 섹션 1의 팔레트에 한 층을 직접 스퍼터링하는 동시에 분리 된 분리 된 섹션의 다른 팔레트에 다른 층을 반응하게 스퍼터링 할 수 있습니다. 인라인 스퍼터 시스템은 광범위한 프로세스 요구 사항과 기판 크기를 수용하도록 사용자 정의 할 수 있습니다 .