ميزات أنظمة الرش المضمنة

نظام ترشاش PVD "In-Line" هو النظام الذي تمر فيه الركائز خطيًا تحت واحد أو أكثر من كاثودات الرش للحصول على طلاء غشاء رقيق. عادةً ما يتم تحميل الركائز على حامل أو منصة نقالة لتسهيل هذه الحركة ، وتتعامل بعض الأنظمة الأصغر مع منصة نقالة واحدة فقط لكل تشغيل دفعة. قد يكون للأنظمة الأكبر حجمًا القدرة على التعامل مع منصات نقالة متعددة من خلال استخدام معالجات المنصات الطرفية التي ترسل وتستقبل منصة نقالة واحدة تلو الأخرى في قافلة مستمرة تمر عبر نظام النقل الفرعي ، ويتبع طرف كل منها خلف الذيل السابق.

التكوين الأكثر شيوعًا والأقل تعقيدًا هو جعل المنصات والكاثودات أفقية مع وجود الكاثودات في الأعلى والركائز في الأسفل في اتجاه تنازلي. في هذا الوضع ، عادة ما تكون الجاذبية هي الشيء الوحيد الذي يحمل الركائز على المنصات ، وأيضًا الشيء الوحيد الذي يحمل المنصات على آلية النقل ، والتي يمكن أن تكون مجرد سلاسل تعمل على طول القضبان الجانبية عبر حجرة التفريغ.

يمكن أيضًا إجراء هذا الترتيب الأفقي باستخدام كاثودات في الأسفل وركائز في الأعلى لاتجاه متقطع ، ولكن من الواضح أن هذا يعقد الأدوات إلى حد ما ، حيث يتطلب الآن وسائل ميكانيكية للحفاظ على الركائز في مكانها حتى لا تسقط. بالنسبة للطلاء أحادي الجانب ، لا يعد هذا تكوينًا شائعًا جدًا ، ولكنه يتم إجراؤه أحيانًا للطلاء على الوجهين ، مع وجود كاثودات أعلى المنصات وأسفلها. تحتوي المنصات في هذه الحالة على فتحات مناسبة لعقد الركائز بحيث يمكن للجوانب السفلية استقبال الطلاء المتطاير من الكاثود السفلي في نفس الوقت الذي يحصل فيه الجانب العلوي على الطلاء المتطاير من الكاثود العلوي.

لكن الأفقي له عيب من حيث الجسيمات. في وضع التساقط ، يمكن للجسيمات التي تتولد داخل الحجرة أن تهبط بسهولة على الركائز وتندمج في الفيلم - ولا بد أن يحدث ذلك. تعتبر أنظمة الترسيب تلوثًا ذاتيًا إلى حد ما مع المواد التي تحصل على أماكن أخرى غير الركائز فقط. أكبر مشكلة في الصيانة الروتينية هي الحفاظ على نظافة الأشياء. في الاتجاه المتطاير ، لا تصطدم هذه الجسيمات بالركائز ، ولكن يمكن أن تهبط على الأهداف وتتعثر مرة أخرى. آلة طلاء فراغ فيلم الألومنيوم ورقة رقيقة

لذلك من أجل بيئة جسيمات أفضل ، هناك أيضًا خيار الاتجاه العمودي للرش الجانبي. كل من الكاثودات والمنصات عمودية ، والترسب جانبي. يصبح نظام الأدوات والنقل أكثر تعقيدًا بشكل كبير للحفاظ على الركائز على منصة نقالة وأيضًا التعامل مع البليت في هذا الاتجاه ، ولكن من غير المرجح أن تسقط الجسيمات على الكاثود أو الركيزة.

في أي من هذه التكوينات ، يمكن استخدام جميع الأنواع المختلفة من الكاثودات ، مع كون Magnetrons عمومًا الأكثر شيوعًا ، سواء كان مستويًا أو داخليًا. ويمكن أن تكون الطاقة أيًا من الأنواع المختلفة المتاحة مثل RF أو MFAC أو DC أو DC النبضي حسب الرغبة في التطبيق. يمكن أيضًا استيعاب المراحل الاختيارية مثل Sputter Etch أو Heat أو Ion Sources ، وتتوفر مجموعة كاملة من الأدوات وأدوات التحكم للطلاء المعدني / الموصّل أو العوازل الكهربائية أو الطلاءات الضوئية أو تطبيقات الرش الأخرى.

على الرغم من إمكانية استخدام أنواع أخرى ، إلا أن معظم الكاثودات في هذه الأنظمة مستطيلة الشكل. كقاعدة عامة ، يكون المحور الطويل للكاثود المستطيل عبر الغرفة ويكون المحور القصير على طول اتجاه حركة البليت. وعلى الرغم من أنه من الممكن تكوين كاثودات للطلاء غير المنتظم عن قصد ، فإن الغالبية العظمى من المستخدمين يريدون أن تكون ركائزهم مغطاة بشكل موحد. في النظام المضمن كما نناقش ، يعتمد التوحيد في اتجاه انتقال منصة التحميل على استقرار طاقة الكاثود وضغط الغرفة / خليط الغاز ، جنبًا إلى جنب مع استقرار سرعة النقل ، وأخيرًا بدء / إيقاف مواقف أمام وخلف منطقة الترسيب.

بالنسبة لمنصة نقالة واحدة ، أو لأول وآخر لوح في طرف إلى ذيل تشغيل مستمر ، يجب أن يكون موضع البداية (بالإضافة إلى موضع الإيقاف) بعيدًا بما يكفي عن أسفل الهدف مباشرةً لتجنب تراكم الترسب غير المخطط له أثناء أي ما قبل- فترة استقرار الرذاذ قبل بدء الفحص. يجب أن تحدث أي عمليات بدء أو توقف أو انعكاس لاتجاه المسح خارج منطقة الترسيب الفعلية ويجب أن يكون المسح ثابتًا وغير متقطع عبر منطقة الترسيب. يمكن أن تكون عمليات المسح تمريرة واحدة في أي من الاتجاهين ، أو يمكن أن تكون ذهابًا وإيابًا لبناء طبقات طلاء أكثر سمكًا.

ثلاثة وأربعة أنظمة مستهدفة شائعة جدًا ، ويمكن زيادة طول الغرفة لاستيعاب مصادر إضافية حسب الحاجة. مع وجود مصادر طاقة كافية ، يمكن استخدام أهداف متعددة في وقت واحد في مسار واحد. مع وجود مواد مستهدفة مختلفة على الكاثودات ، يمكن بالتالي ترسيب طبقات متعددة في مسار واحد ، أو مع أهداف مكررة ، يمكن تحقيق طبقات طلاء أكثر سمكًا في مسار واحد.

يتم تحديد التوحيد في المحور الآخر ، المتعامد مع اتجاه مسح البليت ، من خلال أداء الكاثود ، بما في ذلك ، خاصة بالنسبة للرشاشات التفاعلية ، مشاكل توزيع الغاز المحتملة. باستخدام Magnetrons ، يمكن أن يؤثر موضع المغناطيس وقوته على كل من الاستخدام المستهدف والتوحيد المتأصل ، وهناك عادة مفاضلة بين هذين الجانبين. على طول مركز طول الهدف ، يكون كل من التوحيد والاستخدام جيدًا بشكل طبيعي ، ولكن في النهايات ، حيث يتحول مسار تآكل "مسار السباق" ، سينخفض ​​معدل الترسيب وسمك الفيلم الناتج ما لم يتم ضبط المغناطيس للتعويض ، ولكن إذا تم ذلك ، فإن قناة التآكل تصبح أعمق هناك وهذا يقلل من استخدام الهدف (النسبة المئوية للكتلة الإجمالية المستهدفة التي يمكن أن تتلاشى قبل أن تخترق أعمق نقطة تآكل إلى اللوحة الخلفية).

يعد تلميح معالجة الذيل في أنظمة المنصات المتعددة الأكبر مفيدًا أيضًا لاستخدام المواد المستهدفة من حيث الحصول على المزيد على ركائزك وأقل على الدروع وأجزاء الغرفة الأخرى. في نظام البليت الفردي ، تكون منصة نقالة الرصاص هي البليت الوحيد ، وحيث إنها تغادر منطقة الترسيب ، يجب أن تستمر في المسح حتى تنتهي الحافة الخلفية - الذيل - بالكامل ، مع استمرار احتراق الهدف طوال الوقت ، مما يؤدي بشكل فعال إلى إهدار بعض المواد المستهدفة.

في نهج الطرف إلى الذيل ، لا يوجد سوى فجوة قصيرة بين ذيل واحد والطرف التالي ، ثم تنتقل المادة مرة أخرى إلى منصة نقالة "حية" مليئة بالركائز ، مع دخول منصة نقالة جديدة مع خروج البليت الرئيسي من منطقة الترسيب هناك العديد من المتغيرات التي يمكن أن تؤثر على هذا الرقم ، ولكن كقاعدة عامة ، يمكن أن يكون نهج الطرف إلى الذيل تقريبًا ضعف الكفاءة في استخدام المواد مثل منصة نقالة واحدة.

عند الحد الأقصى من التنوع ، فإن إضافة الصمامات الشق لعزل أقسام العملية ، جنبًا إلى جنب مع التحكم الآلي المتطور ، يمكن أن يجعل من الممكن تشغيل أقسام مختلفة في وقت واحد مع بيئات الغاز المختلفة (خليط الضغط والغاز) ، وربما ترشاش مباشر بطبقة واحدة على منصة نقالة في القسم الأول ، بينما تقوم في نفس الوقت برش طبقة مختلفة على منصة نقالة أخرى في قسم منفصل منفصل. يمكن تخصيص أنظمة الرش المضمن لتلائم مجموعة كبيرة من متطلبات العملية وأحجام الركائز.