PVD 코팅에서 평면 자석이란 무엇입니까?

평면 마그네트론은 본질적으로 음극 뒤에 영구 자석 어레이를 추가하여 고전적인 "다이오드"모드 스퍼터링 캐소드입니다. 이 자석 어레이는 자력이 닫힌 경로에서 전기장에 정상이되도록 배열되어 전자 전자를 갇히는 경계 "터널"을 형성합니다. 의료 기기 코팅 기계 대상 표면 근처. 이 전자 트래핑은 가스 이온 형성의 효율을 향상시키고 방전 혈장을 제한하여 가스 압력이 낮을수록 더 높은 전류를 허용하고 PVD (물리 증기 증착) 코팅에 대한 더 높은 스퍼터 증착 속도를 달성합니다.

여러 가지 마그네트론 스퍼터링 캐소드/표적 모양이 사용되었지만 공통은 원형 및 직사각형입니다. 직사각형 자석은 종종 컨베이어 벨트 또는 캐리어의 일부 형태의 대상을 지나서 선형으로 스캔하는 라인 마그네트론 스퍼터링 시스템에서 더 큰 규모로 발견됩니다. 원형 자석은 소규모 공 초점 배치 시스템 또는 클러스터 도구의 단일 웨이퍼 스테이션에서 더 일반적으로 발견됩니다.

더 복잡한 패턴을 수행 할 수 있지만, 거의 모든 원형 및 직사각형의 패턴을 포함한 캐소드는 중심이 하나의 극이고 주변의 반대편 인 간단한 동심 자석 패턴을 가지고 있습니다. 원형 자석 트론의 경우, 이것은 중앙에서 비교적 작은 원형 자석이고, 그 사이의 간격이있는 외부의 반대 극성의 환형 링 자석이 될 것입니다.

직사각형 마그네트론의 경우 중심 1은 일반적으로 장비 아래에있는 막대 (그러나 전체 길이보다 작음)는 그 사이의 간격으로 반대 극성의 직사각형 "울타리"를 갖는 바입니다. 갭은 플라즈마가 될 곳, 원형 자석 트론의 원형 고리 또는 직사각형의 길쭉한 "레이스 트랙"입니다. 특히 더 큰 음극에서 자석은 하나의 단단한 조각이 아닌 여러 개별 세그먼트 일 수 있습니다.
표적 캐소드 코팅 재료가 PVD 및 재료 스퍼터에서 사용되므로, 목표면에서 이러한 특징적인 침식 패턴을 볼 수 있습니다. 실제로, 누락, 잘못 정렬 또는 거꾸로와 같은 자석 문제가 발생할 경우, 침식 경로는 비정상적이며 이는 마그네트론 스퍼터링 캐소드 내에서 이러한 문제에 대한 좋은 진단을 적용 할 수 있습니다.

개별 자석의 극 방향은 하나의 극이 중앙에 형성되고 주변에서 반대쪽 극이 형성되도록해야합니다. 이 작업을 수행하는 몇 가지 방법이 있습니다. 공통점은 대상의 평면에 수직 인 자석의 북쪽 / 사우스 폴을 설치하는 것입니다. 하나는 대상을 향하고 다른 쪽 끝 - "자유"끝 / 반대쪽 극은 자기 (정상적으로 정맥) 재료로 만든 극 플레이트에 의해 다른 자석으로 자성적으로 연결됩니다.
완전한 자기 회로는 따라서 하나의 자석 (또는 한 조각이 아닌 개별 자석 체인)의 열린 북극입니다. 반대쪽 남극은 자기 재료에 의해 다른 남극의 북쪽 극에 결합되어 남극이 열린다. 이 두 개의 자기 적으로 반대되는 열린 끝은 표적을 향해 향하고, 결과 자기장 아치는 전자 트래핑, 플라즈마 농축 터널을 형성하기 위해 표면의 표면 위에있다.
PVD Magnetron은 자기 정렬과 함께 작동합니다. 중심은 북쪽에있을 수 있으며 주변은 남쪽에있을 수 있습니다. 그러나 평면 마그네트론 스퍼터링 시스템에는 서로 근접한 다수의 음극이 있으며, 대상 사이에 길을 잃은 북쪽 / 남쪽 필드가 형성되는 것을 원하지 않습니다.
해당 N/S 마그네트론 자기장은 대상의 얼굴에만 있어야하며 원하는 자기 터널을 형성해야합니다. 이러한 이유로, 한 시스템의 모든 음극이 북쪽의 북쪽 또는 주변의 남쪽에 동일한 방식으로 동일한 방식으로 정렬되도록하는 것이 전적으로 바람직하다. 그리고 다중 스퍼터 시스템이있는 시설의 경우 마찬가지로 캐소드가 자석 정렬에 대해 걱정하지 않고 시스템간에 안전하게 교환 할 수 있도록 모든 것을 동일하게 만드는 것이 바람직합니다 .