Caractéristiques des systèmes de pulvérisation en ligne

Un système de pulvérisation PVD "en ligne" est celui dans lequel les substrats passent linéairement sous une ou plusieurs cathodes de pulvérisation pour acquérir leur revêtement en film mince. Normalement, les substrats sont chargés sur un porteur ou une palette afin de faciliter ce mouvement, et certains systèmes plus petits ne gèrent qu'une seule palette par lots. Des systèmes plus grands peuvent avoir la capacité de gérer plusieurs palettes grâce à l'utilisation de gestionnaires de palettes de station d'extrémité qui envoient et reçoivent une palette après l'autre dans un convoi continu passant par le sous-système de transport, la pointe de chacun suivant derrière la queue de la précédente.

La configuration commune et la moins complexe est d'avoir les palettes et les cathodes horizontales avec des cathodes sur le dessus et des substrats en bas dans une orientation de baisse de la pulvérisation. Dans ce mode, la gravité est généralement la seule chose qui maintient les substrats sur les palettes, et aussi la seule chose qui maintient les palettes sur le mécanisme de transport, qui peut simplement être des chaînes qui coulent le long des rails latéraux à travers la chambre à vide.

Cette disposition horizontale peut également être effectuée avec des cathodes en bas et des substrats en haut pour une orientation de pulvérisation, mais évidemment, cela complique quelque peu l'outillage, nécessitant désormais des moyens mécaniques de maintenir les substrats en place afin qu'ils ne tombent pas. Pour le revêtement unique, ce n'est pas une configuration très courante, mais cela est parfois fait pour le revêtement double face, avec des cathodes au-dessus et en dessous des palettes. Dans ce cas, les palettes ont des ouvertures appropriées pour maintenir les substrats afin que les côtés inférieurs puissent recevoir le revêtement de pulvérisation de la cathode inférieure en même temps que le côté supérieur obtient le revêtement baissé de la cathode supérieure.

Mais Horizontal a un désavantage en termes de particules. En mode basse de pulvérisation, les particules qui sont générées à l'intérieur de la chambre peuvent facilement atterrir sur les substrats et être intégrées dans le film - et cela ne se produit pas. Les systèmes de dépôt sont quelque peu auto-contaminés par des matériaux qui obtiennent des endroits autres que les substrats. Le plus gros problème de maintenance de routine est de garder les choses propres. Dans l'orientation de la pulvérisation, ces particules ne se mettent pas sur les substrats, mais peuvent atterrir sur les cibles et se réchauffer. Machine de revêtement sous vide à couches minces en aluminium en aluminium

Donc, pour un meilleur environnement particulaire, il existe également l'option d'orientation verticale pour la pulvérisation latérale. Les cathodes et les palettes sont verticales et le dépôt est latéral. Le système d'outillage et de transport devient sensiblement plus complexe pour maintenir les substrats sur la palette et également gérer la palette dans cette orientation, mais les particules sont beaucoup moins susceptibles de tomber sur la cathode ou le substrat.

Dans l'une de ces configurations, tous les différents types de cathodes peuvent être utilisés, les magnétrons étant généralement le populaire, planaire ou encadré. Et la puissance peut être l'un des différents types disponibles tels que RF, MFAC, DC ou DC pulsé comme souhaité pour l'application. Des étapes facultatives telles que les sources de gravure, de chaleur ou d'ions peuvent également être adaptées, et la gamme complète d'instruments et de commandes est disponible pour les revêtements métalliques / conducteurs, les diélectriques, les revêtements optiques ou d'autres applications de pulvérisation.

Bien qu'il soit possible d'utiliser d'autres types, les cathodes de ces systèmes sont rectangulaires. En règle générale, le long axe de la cathode rectangulaire se fait à travers la chambre et l'axe court est le long de la direction du voyage de palette. Et, bien qu'il soit possible de configurer des cathodes pour un revêtement intentionnellement non uniforme, la grande majorité des utilisateurs souhaitent que leurs substrats soient uniformément enrobés. Dans un système en ligne au moment où nous discutons, l'uniformité dans le sens de la déplacement des palettes dépend de la stabilité de la puissance de la cathode et du mélange de pression de chambre / gaz, ainsi que la stabilité de la vitesse de transport, et enfin les positions de début / arrêt devant et derrière la zone de dépôt.

Pour une palette unique, ou pour la palette et la dernière palette dans une pointe pour queuez une course continue, la position de début (ainsi que la position d'arrêt) doit être suffisamment éloignée directement sous la cible pour éviter d'accumuler des dépôts imprévus pendant toute période de stabilisation avant la braquette, avant de commencer le scan. Tout démarrage, arrêts ou inversions de la direction du balayage doit avoir lieu à l'extérieur de la zone de dépôt réelle et le scan doit être stable et ininterrompu à travers la zone de dépôt. Les scans peuvent être un seuls à passer dans les deux sens ou peuvent être dans les deux sens pour construire des revêtements plus épais.

Trois et quatre systèmes cibles sont assez courants et la longueur de la chambre peut être augmentée pour s'adapter aux sources supplémentaires au besoin. Avec suffisamment d'alimentation, plusieurs cibles peuvent être utilisées simultanément en un seul passage. Avec différents matériaux cibles sur les cathodes, plusieurs couches peuvent ainsi être déposées en un seul passage, ou avec des cibles en double, des revêtements plus épais peuvent être obtenus en un seul passage.

L'uniformité dans l'autre axe, perpendiculaire à la direction du balayage des palettes, est déterminée par les performances de la cathode, y compris, en particulier pour la pulvérisation réactive, les problèmes de distribution des gaz possibles. Avec les magnétrons, le placement et la résistance des aimants peuvent affecter à la fois l'utilisation de la cible et l'uniformité inhérente, et il y a normalement un compromis entre ces deux aspects. Le long du centre de la longueur de la cible, l'uniformité et l'utilisation sont normalement assez bonnes, mais aux extrémités, où le chemin de l'érosion de la "piste de course" se retourne, le taux de dépôt et l'épaisseur du film qui en résulte se déroulent à moins que les aimants ne soient ajustés pour compenser, mais si cela est fait par le canal de l'érosion plaque de support).

La pointe du traitement de la queue dans les plus grandes palettes est également très bénéfique pour l'utilisation des matériaux cibles en termes de plus en plus sur vos substrats et moins sur les boucliers et autres pièces de chambre. Dans un système de palette unique, la palette de plomb est la seule palette, et comme elle quitte la zone de dépôt, elle doit continuer à scanner jusqu'à ce que le bord de fuite - la queue - soit tout le long, la cible brûlant toujours tout le temps, ce qui gaspille efficacement une partie du matériau cible.

Dans l'approche de la pointe à la queue, il n'y a qu'un court écart entre une queue et la pointe suivante, puis le matériau va à nouveau sur une palette "en direct" pleine de substrats, avec une nouvelle palette entrant alors que la palette sort de la zone de dépôt, il existe de nombreuses variables qui peuvent affecter ce nombre, mais en règle générale.

À la fin de la polyvalence, l'ajout de vannes à fente aux sections de processus, combinées à un contrôle d'automatisation sophistiqué, peut permettre de faire fonctionner différentes sections avec différents environnements de gaz (pression et mélange de gaz), peut-être en train de pulvériser une couche d'une autre palette dans une palette séparée. Les systèmes de pulvérisation en ligne peuvent être personnalisés pour répondre à un large éventail d'exigences de processus et de tailles de substrat.