Faktor apa saja yang memengaruhi keracunan target dalam proses sputtering magnetron?

1. Pembentukan senyawa logam pada permukaan target.
Di manakah senyawa terbentuk dalam proses pembentukan senyawa dari permukaan target logam melalui proses sputtering reaktif? Karena reaksi kimia antara partikel gas reaktif dan atom permukaan target menghasilkan atom senyawa, yang biasanya bersifat eksotermik, panas reaksi harus memiliki jalan keluar, jika tidak, reaksi kimia tidak dapat berlanjut. Dalam kondisi vakum, perpindahan panas antar gas tidak mungkin terjadi, sehingga reaksi kimia harus berlangsung pada permukaan padat. Sputtering reaktif menghasilkan senyawa pada permukaan target, permukaan substrat, dan permukaan struktural lainnya. Menghasilkan senyawa pada permukaan substrat adalah tujuannya, menghasilkan senyawa pada permukaan struktural lainnya merupakan pemborosan sumber daya, dan menghasilkan senyawa pada permukaan target dimulai sebagai sumber atom senyawa dan menjadi penghalang untuk terus menyediakan lebih banyak atom senyawa.

2. Faktor-faktor yang memengaruhi keracunan target.
Faktor utama yang memengaruhi keracunan target adalah rasio gas reaksi dan gas sputtering; terlalu banyak gas reaksi akan menyebabkan keracunan target. Proses sputtering reaktif dilakukan di area saluran sputtering permukaan target yang tampaknya tertutup oleh senyawa reaksi atau senyawa reaksi tersebut terkelupas dan kembali mengekspos permukaan logam. Jika laju pembentukan senyawa lebih besar daripada laju pengelupasan senyawa, area yang tertutup senyawa akan meningkat. Pada daya tertentu, jumlah gas reaksi yang terlibat dalam pembentukan senyawa meningkat dan laju pembentukan senyawa juga meningkat. Jika jumlah gas reaksi meningkat secara berlebihan, area yang tertutup senyawa akan meningkat. Dan jika laju aliran gas reaksi tidak dapat diatur tepat waktu, laju peningkatan area yang tertutup senyawa tidak dapat ditekan, dan saluran sputtering akan semakin tertutup oleh senyawa. Ketika target sputtering sepenuhnya tertutup oleh senyawa, target akan sepenuhnya keracunan.

3. Fenomena keracunan target
(1) Akumulasi ion positif: ketika target diracuni, lapisan film isolasi akan terbentuk pada permukaan target, ion positif mencapai permukaan target katoda karena terhalangnya lapisan isolasi. Ion positif tidak langsung masuk ke permukaan target katoda, tetapi terakumulasi pada permukaan target, mudah menghasilkan medan dingin untuk pelepasan busur — busur, sehingga sputtering katoda tidak dapat berlangsung.
(2) Hilangnya anoda: ketika target diracuni, dinding ruang vakum yang diarde juga dilapisi film isolasi, sehingga elektron yang mencapai anoda tidak dapat masuk ke anoda, sehingga terbentuk fenomena hilangnya anoda.

4. Penjelasan fisik tentang keracunan target.
(1) Secara umum, koefisien emisi elektron sekunder senyawa logam lebih tinggi daripada logam. Setelah keracunan target, permukaan target seluruhnya berupa senyawa logam, dan setelah dibombardir oleh ion, jumlah elektron sekunder yang dilepaskan meningkat, yang meningkatkan konduktivitas ruang dan mengurangi impedansi plasma, sehingga menyebabkan tegangan sputtering yang lebih rendah. Hal ini mengurangi laju sputtering. Umumnya tegangan sputtering magnetron berada antara 400V-600V, dan ketika terjadi keracunan target, tegangan sputtering berkurang secara signifikan.
(2) Target logam dan target senyawa pada awalnya memiliki tingkat sputtering yang berbeda, secara umum koefisien sputtering logam lebih tinggi daripada koefisien sputtering senyawa, sehingga tingkat sputtering menjadi rendah setelah target mengalami keracunan.
(3) Efisiensi sputtering gas reaktif pada awalnya lebih rendah dibandingkan efisiensi sputtering gas inert, sehingga laju sputtering komprehensif menurun setelah proporsi gas reaktif meningkat.

5. Solusi untuk keracunan target
(1) Menggunakan catu daya frekuensi menengah atau catu daya frekuensi radio.
(2) Mengadopsi kontrol loop tertutup pada aliran masuk gas reaksi.
(3) Mengadopsi target kembar
(4) Mengontrol perubahan mode pelapisan: Sebelum pelapisan, kurva efek histeresis dari keracunan target dikumpulkan sehingga aliran udara masuk dikontrol di depan produksi keracunan target untuk memastikan bahwa proses selalu dalam mode sebelum laju deposisi turun tajam.

–Artikel ini diterbitkan oleh Guangdong Zhenhua Technology, produsen peralatan pelapisan vakum.