Magnetronsputtring innefattar huvudsakligen transport av urladdningsplasma, måletsning, tunnfilmsdeponering och andra processer, där magnetfältet på magnetronsputtringsprocessen kommer att ha en inverkan. I magnetronsputtringssystem plus ortogonala magnetfält utsätts elektronerna för Lorentzkraftens roll och gör spiralformade banor. De måste genomgå konstanta kollisioner för att gradvis röra sig mot anoden. På grund av kollisionen, där en del av elektronerna når anoden, är energin liten och värmen från bombardemang på substratet inte heller stor. Dessutom, på grund av elektronbegränsningarna från målets magnetfält, är den magnetiska effekten på målytan i området inom urladdningsbanan i detta lokala lilla område av elektronkoncentrationen mycket hög. Och i den magnetiska effekten i området utanför substratytan, särskilt bort från magnetfältet nära ytan, är elektronkoncentrationen på grund av spridningen mycket lägre och relativt jämn, och till och med lägre än under dipolsputtringsförhållanden (på grund av tryckskillnaden mellan de två arbetsgaserna på en storleksordning). Den låga elektrondensiteten som bombarderar substratytan, vilket orsakar låg temperaturökning i bombardemanget av substratet, vilket är den huvudsakliga mekanismen för temperaturökningen av magnetronsubstratet vid sputtering. Dessutom, om det bara finns ett elektriskt fält, når elektronerna anoden efter en mycket kort sträcka, och sannolikheten för kollision med arbetsgasen är endast 63,8%. Och med magnetfältet som läggs till, rör sig elektronerna till anoden för att utföra en spiralformad rörelse, vilket binder och förlänger elektronernas bana, vilket avsevärt förbättrar sannolikheten för kollision mellan elektroner och arbetsgaser. Detta främjar jonisering och återigen jonisering, vilket även leder till kollision. Sannolikheten för kollision kan ökas med flera storleksordningar, vilket effektivt utnyttjar elektronernas energi och därmed bildar högdensitetsplasmatätheten. Plasmatätheten ökar i anomala glimurladdningar. Hastigheten för sputtring av atomer från målet ökar också, och målsputtring orsakad av bombardemang av målet med positiva joner är mer effektiv, vilket är orsaken till den höga hastigheten för magnetronsputtringsavsättning. Dessutom kan närvaron av magnetfältet också göra att sputtringssystemet arbetar vid lägre lufttryck, vilket kan orsaka joner i mantelskiktsområdet genom lågt lufttryck på 1 för att minska kollisionen, vilket kan leda till att målet bombardemangsförsöks med relativt stor kinetisk energi, och minska kollisionen mellan sputtrade målatomer och neutral gas. Detta förhindrar att målatomerna sprids till anordningens vägg eller studsar tillbaka till målytan, vilket förbättrar hastigheten och kvaliteten på tunnfilmsavsättningen.
Målets magnetfält kan effektivt begränsa elektronernas bana, vilket i sin tur påverkar plasmaegenskaperna och jonernas etsning på målet.
Spårning: Ökning av målmagnetfältets enhetlighet kan öka målytans etsning och därmed förbättra utnyttjandet av målmaterialet. Rimlig fördelning av det elektromagnetiska fältet kan också effektivt förbättra stabiliteten i sputteringsprocessen. Därför är magnetfältets storlek och fördelning extremt viktig för magnetronsputtringsmål.
–Denna artikel är publicerad avtillverkare av vakuumbeläggningsmaskinerGuangdong Zhenhua
Publiceringstid: 14 december 2023