คุณสมบัติทางเทคนิคของเครื่องเคลือบแบบสปัตเตอร์

การสปัตเตอร์แมกนีตรอนสูญญากาศนั้นเหมาะเป็นพิเศษสำหรับการเคลือบแบบสะสมปฏิกิริยา ในความเป็นจริง กระบวนการนี้สามารถสะสมฟิล์มบางๆ ของวัสดุออกไซด์ คาร์ไบด์ และไนไตรด์ใดๆ ก็ได้ นอกจากนี้ กระบวนการนี้ยังเหมาะเป็นพิเศษสำหรับการสะสมโครงสร้างฟิล์มหลายชั้น รวมถึงการออกแบบออปติก ฟิล์มสี การเคลือบที่ทนทานต่อการสึกหรอ นาโนลามิเนต การเคลือบซูเปอร์แลตทิซ ฟิล์มฉนวน ฯลฯ ตั้งแต่ปี 1970 เป็นต้นมา ตัวอย่างการสะสมฟิล์มออปติกคุณภาพสูงได้รับการพัฒนาสำหรับวัสดุชั้นฟิล์มออปติกต่างๆ วัสดุเหล่านี้ได้แก่ วัสดุตัวนำโปร่งใส เซมิคอนดักเตอร์ โพลิเมอร์ ออกไซด์ คาร์ไบด์ และไนไตรด์ ในขณะที่ฟลูออไรด์ใช้ในกระบวนการต่างๆ เช่น การเคลือบแบบระเหย

ข้อได้เปรียบหลักของกระบวนการสปัตเตอร์แมกนีตรอนคือการใช้กระบวนการเคลือบแบบมีปฏิกิริยาหรือไม่เกิดปฏิกิริยาในการเคลือบชั้นของวัสดุเหล่านี้และควบคุมองค์ประกอบของชั้น ความหนาของฟิล์ม ความสม่ำเสมอของความหนาของฟิล์ม และคุณสมบัติเชิงกลของชั้นได้ดี กระบวนการนี้มีลักษณะดังต่อไปนี้

1. อัตราการสะสมสูง เนื่องจากการใช้ขั้วไฟฟ้าแมกนีตรอนความเร็วสูง จึงสามารถได้รับการไหลของไอออนขนาดใหญ่ ปรับปรุงอัตราการสะสมและอัตราการสปัตเตอร์ของกระบวนการเคลือบนี้ได้อย่างมีประสิทธิภาพ เมื่อเปรียบเทียบกับกระบวนการเคลือบสปัตเตอร์อื่นๆ การสปัตเตอร์แมกนีตรอนมีความจุสูงและผลผลิตสูง และใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตอุตสาหกรรมต่างๆ

2. ประสิทธิภาพพลังงานสูง เป้าหมายการสปัตเตอร์แมกนีตรอนโดยทั่วไปจะเลือกแรงดันไฟฟ้าภายในช่วง 200V-1000V ซึ่งโดยปกติจะอยู่ที่ 600V เนื่องจากแรงดันไฟฟ้า 600V อยู่ในช่วงประสิทธิภาพพลังงานที่มีประสิทธิภาพสูงสุด

3. พลังงานการสปัตเตอร์ต่ำ แรงดันไฟฟ้าเป้าหมายของแมกนีตรอนถูกใช้ในระดับต่ำ และสนามแม่เหล็กจะจำกัดพลาสมาให้อยู่ใกล้กับแคโทด ซึ่งป้องกันไม่ให้อนุภาคที่มีประจุพลังงานสูงพุ่งไปที่พื้นผิว

4. อุณหภูมิพื้นผิวต่ำ สามารถใช้ขั้วบวกเพื่อนำอิเล็กตรอนที่เกิดขึ้นระหว่างการคายประจุออกไป โดยไม่ต้องใช้ตัวรองรับพื้นผิวเพื่อให้เสร็จสมบูรณ์ ซึ่งสามารถลดการโจมตีด้วยอิเล็กตรอนของพื้นผิวได้อย่างมีประสิทธิภาพ ดังนั้น อุณหภูมิพื้นผิวจึงต่ำ ซึ่งเหมาะอย่างยิ่งสำหรับพื้นผิวพลาสติกบางชนิดที่ไม่ทนต่อการเคลือบที่อุณหภูมิสูงมากนัก

5. การกัดพื้นผิวเป้าหมายของ Magnetron sputtering ไม่สม่ำเสมอ การกัดพื้นผิวเป้าหมายของ Magnetron sputtering ไม่สม่ำเสมอเกิดจากสนามแม่เหล็กของเป้าหมายที่ไม่สม่ำเสมอ ตำแหน่งของอัตราการกัดเป้าหมายมีขนาดใหญ่ขึ้น ทำให้อัตราการใช้ประโยชน์ที่มีประสิทธิภาพของเป้าหมายต่ำ (อัตราการใช้ประโยชน์เพียง 20-30%) ดังนั้น เพื่อปรับปรุงการใช้เป้าหมาย จำเป็นต้องเปลี่ยนการกระจายของสนามแม่เหล็กด้วยวิธีการบางอย่าง หรือการใช้แม่เหล็กที่เคลื่อนที่ในแคโทดก็สามารถปรับปรุงการใช้เป้าหมายได้เช่นกัน

6、เป้าหมายแบบผสม สามารถทำฟิล์มโลหะผสมเคลือบเป้าหมายแบบผสมได้ ในปัจจุบัน การใช้กระบวนการสปัตเตอร์เป้าหมายแบบผสมแมกนีตรอนประสบความสำเร็จในการเคลือบบนฟิล์มโลหะผสม Ta-Ti, (Tb-Dy)-Fe และ Gb-Co โครงสร้างเป้าหมายแบบผสมมี 4 ประเภท ตามลำดับ คือ เป้าหมายแบบฝังกลม เป้าหมายแบบฝังสี่เหลี่ยม เป้าหมายแบบฝังสี่เหลี่ยมเล็ก และเป้าหมายแบบฝังเซกเมนต์ การใช้โครงสร้างเป้าหมายแบบฝังเซกเมนต์จะดีกว่า

7. ขอบเขตการใช้งานที่กว้าง กระบวนการสปัตเตอร์แมกนีตรอนสามารถสะสมธาตุต่างๆ ได้มากมาย โดยธาตุทั่วไปได้แก่ Ag, Au, C, Co, Cu, Fe, Ge, Mo, Nb, Ni, Os, Cr, Pd, Pt, Re, Rh, Si, Ta, Ti, Zr, SiO, Al2O, GaAs, U, W, SnO เป็นต้น

การสปัตเตอร์แมกนีตรอนเป็นกระบวนการเคลือบที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดอย่างหนึ่งเพื่อให้ได้ฟิล์มคุณภาพสูง ด้วยแคโทดใหม่ ทำให้มีการใช้เป้าหมายสูงและอัตราการสะสมสูง กระบวนการเคลือบด้วยการสปัตเตอร์แมกนีตรอนสูญญากาศของ Guangdong Zhenhua Technology ถูกใช้กันอย่างแพร่หลายในปัจจุบันในการเคลือบพื้นผิวพื้นที่ขนาดใหญ่ กระบวนการนี้ไม่เพียงแต่ใช้สำหรับการสะสมฟิล์มชั้นเดียวเท่านั้น แต่ยังใช้สำหรับการเคลือบฟิล์มหลายชั้นอีกด้วย นอกจากนี้ยังใช้ในกระบวนการม้วนต่อม้วนสำหรับฟิล์มบรรจุภัณฑ์ ฟิล์มออปติคอล การเคลือบลามิเนต และการเคลือบฟิล์มอื่นๆ