インラインスパッタリングシステムの機能

「インライン」PVDスパッタリングシステムは、1つ以上のスパッタカソードの下を直線的に通過して、薄膜コーティングを獲得するものです。通常、この動きを容易にするために、基板はキャリアまたはパレットに装填され、いくつかの小さいシステムはバッチ実行ごとに1つのパレットのみを処理します。大規模なシステムには、輸送サブシステムを通過する継続的な輸送船団で次々に1つのパレットを送信および受け取るエンドステーションパレットハンドラーを使用して、複数のパレットを処理する能力があります。

一般的で最も複雑ではない構成は、上部にカソードと下部に基板がスパッタダウンの向きで水平に水平になることです。このモードでは、重力は通常、基板をパレットに保持する唯一のものであり、パレットを輸送メカニズムに保持する唯一のものであり、真空チャンバーを通って横に沿って走る鎖である可能性があります。

その水平方向の配置は、下部のカソードを使用して上部の基板を使用して、スパッタアップの向きを立てることもできますが、明らかにこれにより、ツールがやや複雑になり、現在は基板を所定の位置に保つための機械的な手段が必要になります。片面コーティングの場合、これはあまり一般的な構成ではありませんが、パレットの上下の両方でカソードを備えた両面コーティングのために行われることがあります。この場合のパレットには、基板を保持するための適切な開口部があり、下部が下部カソードからスパッタアップコーティングを受け取ると同時に、上部が上部のカソードからスパッタを下にします。

しかし、Horizo​​ntalには微粒子の点で不利な点があります。スパッタダウンモードでは、チャンバー内で生成される粒子は、基板に簡単に着地し、フィルムに埋め込まれる可能性があります。堆積システムは、基板だけ以外の場所を得る材料と多少自己汚染されています。最大の日常的なメンテナンスの問題は、物事を清潔に保つことです。スパッタアップ方向では、これらの粒子は基板上に到達しませんが、ターゲットに着地して再出力を得ることができます。 紙アルミニウム薄膜真空コーティング機

したがって、より良い粒子状環境のために、サイドスパッタリングの垂直方向オプションもあります。カソードとパレットの両方が垂直であり、堆積は横方向です。ツールおよび輸送システムは、基板をパレットに保ち、その方向のパレットを処理するために大幅に複雑になりますが、粒子はカソードまたは基板のいずれかに落ちる可能性がはるかに低くなります。

これらの構成のいずれでも、さまざまな種類のカソードのすべてを使用できます。マグネトロンは一般に平面または挿入図のいずれかで人気があります。また、アプリケーションに必要に応じて、RF、MFAC、DC、またはパルスDCなど、利用可能なさまざまなタイプのパワーを使用できます。スパッタエッチング、熱、イオン源などのオプションのステージも収容でき、金属/導電性コーティング、誘電体、光学コーティング、またはその他のスパッタ用途には、計装とコントロールの完全な配列が利用できます。

他のタイプを使用することは可能ですが、そのようなシステムのカソードは長方形です。原則として、長方形のカソードの長軸はチャンバー全体にあり、短い軸はパレット移動の方向に沿っています。また、意図的に均一なコーティングのためにカソードを構成することは可能ですが、大多数のユーザーは、基質を均一にコーティングしたいと考えています。私たちが議論しているインラインシステムでは、パレットの移動方向の均一性は、輸送速度の安定性と、堆積ゾーンの前後の開始/停止位置の安定性とともに、カソードパワーとチャンバー圧/ガス混合物の安定性に依存します。

単一のパレットの場合、または先端からテールの連続走行の先端の最後のパレットの場合、スタート位置（および停止位置）は、スキャンを開始する前に、事前スプターの安定化期間中に予期せぬ堆積を避けないように、ターゲットの直下から十分に遠く離れている必要があります。スキャン方向の​​開始、停止、または反転は、実際の堆積ゾーンの外で行われる必要があり、スキャンは堆積ゾーンを介して安定して途切れることなく行う必要があります。スキャンは、どちらの方向にも単一のパスであるか、厚いコーティングを構築するために前後にすることができます。

3つと4つのターゲットシステムが非常に一般的であり、必要に応じて追加のソースに対応するためにチャンバーの長さを増やすことができます。十分な電源があれば、1つのパスで複数のターゲットを同時に使用できます。したがって、カソード上に異なるターゲット材料を使用すると、単一のパスに複数の層を堆積するか、ターゲットを重複させて、単一のパスで厚いコーティングを実現できます。

パレットスキャン方向に垂直な他の軸の均一性は、特に反応性のスパッタリングの場合、ガス分布の可能性のある問題を含むカソードの性能によって決定されます。マグネトロンを使用すると、磁石の配置と強度は、ターゲット利用と固有の均一性の両方に影響を与える可能性があり、通常、これら2つの側面の間にトレードオフがあります。ターゲットの長さの中心に沿って、均一性と利用の両方が通常非常に良好ですが、「レーストラック」侵食パスが回転する端では、堆積速度と結果として生じる磁石の厚さが低下しますが、侵食チャネルがより深くなり、ターゲットの使用率が低下する前に、ターゲットを削減する前にターゲットを抑える前に、ターゲットの使用率が低下します。 皿）。

大規模なマルチパレットシステムでのテール処理へのヒントは、基板上でより多くの獲得を行い、シールドやその他のチャンバーパーツを少なくするという点で、ターゲット材料の利用にも非常に有益です。単一のパレットシステムでは、鉛パレットが唯一のパレットであり、堆積ゾーンを離れるため、ターレントエッジ - テール - がずっと外に出るまでスキャンし続ける必要があり、ターゲットはまだターゲット材料の一部を効果的に無駄にします。

尾から尾へのアプローチでは、1つの尾と次の先端の間に短いギャップしかありません。そして、材料は再び基質でいっぱいの「生きた」パレットに移動します。パレットが堆積ゾーンを出ると新しいパレットが入りますが、この数に影響を与える可能性のある多くの変数がありますが、尾のルールは、単一のパレットの使用においてほぼ2倍になります。

汎用性のハイエンドでは、洗練された自動化制御と組み合わせたプロセスセクションを分離するためのスリットバルブを追加することで、異なるガス環境（圧力とガス混合物）と同時に異なるセクションを動作させることができます。インラインスパッタシステムは、幅広いプロセス要件と基質サイズに対応するためにカスタマイズできます。