마그네트론 스퍼터링 코팅의 필름 두께 균일성 설계는 여러 요소를 포함하는 복잡하고 중요한 프로세스입니다. 다음은 포괄적인 설계 접근 방식입니다.
I. 시스템 속성 정의
스퍼터링 코팅의 필름 두께 균일성은 코팅 공정의 다양한 측면을 포괄하는 코팅 공정의 최종 표준을 간접적으로 측정하는 것입니다. 따라서 필름 두께 균일성이 우수한 고품질 필름을 생산하려면 스퍼터링 코팅 필름 두께 균일성을 위한 포괄적인 설계 시스템을 구축하고 스퍼터링 코팅의 모든 측면의 내부 연결을 분류, 요약 및 식별해야 합니다.
II. 디자인 시스템 구축
대면적 스퍼터링 코팅을 위한 종합 설계 시스템은 코팅 장비의 엔지니어링 설계, 코팅 프로세스 설계, 다양한 프로세스의 컴퓨터 수치 시뮬레이션 설계의 세 가지 주요 부분으로 나눌 수 있습니다. 각 부분은 여러 측면으로 나누어져 있으며 서로 상호 작용합니다.
코팅 장비의 엔지니어링 설계
진공 시스템: 진공 시스템의 설계는 주로 챔버 구조, 재료 선택, 진공 구성 요소 설계, 진공 펌프 및 게이지 선택을 포함하여 상대적으로 성숙한 부분입니다. 챔버 구조의 설계에서는 강도, 강성, 안정성은 물론 처리 기술의 실현 가능성과 단순성도 고려해야 합니다. 재료 선택은 낮은 포화 증기압, 우수한 열 및 화학적 안정성, 탈기 용이성, 낮은 투과성과 같은 요구 사항을 충족해야 합니다. 진공 부품의 설계에는 진공 밀봉, 전극 도입, 배관, 밸브 등이 포함됩니다. 진공 펌프 및 게이지 선택은 일반적인 엔지니어링 요구 사항을 따를 수 있습니다.
전자기장: 상대적으로 정확한 전자기장 설계에는 마그네트론 스퍼터링 장비가 작동하지 않을 때 전자기장을 시뮬레이션하는 것이 아니라 스퍼터링 공정 중에 전자기장을 시뮬레이션하는 것이 포함됩니다. 전원 공급 장치 선택은 DC 전원 공급 장치, 중간 주파수 전원 공급 장치, RF 전원 공급 장치 및 다중 전원 공급 장치 모드가 가능한 하이브리드 전원 공급 장치를 포함한 공통 옵션을 사용하여 다양한 프로세스 요구 사항에 따라 결정되어야 합니다. 재료 선택 측면에서 RF 전원 공급 장치에는 표면 전도도가 높고 화학적 안정성이 우수한 전극 재료가 필요하며 업계에서는 무산소 구리가 일반적으로 사용됩니다. 마그네트론 타겟 내의 재료는 투자율을 기준으로 분류될 수 있으며, 자기 신발은 일반적으로 산업용 순철과 같은 고투자율 재료입니다. 양극 및 차폐 설계에서는 안정적인 스퍼터링을 보장하기 위해 공간적 위치, 전위 관계, 치수 및 면적, 양극 재료 특성을 고려해야 합니다.
가스 분포: 가스 분포는 플레이트 기판 코팅에 매우 중요합니다. 스퍼터링 증착 영역 내에서 가스 밀도의 변화율을 최소화하는 동시에 영역 외부의 시스템 컨덕턴스를 최대화하여 가스 활용 및 펌핑 시스템 효율성을 향상시키기 위해 기계적 구조 설계를 채택해야 합니다. 가스 분배를 제어하는 기계적 구성요소 또는 구조물에는 가스 분배 시스템, 진공 챔버 구조 및 펌핑 시스템이 포함됩니다.
가열 시스템: 가열 시스템은 진공 시스템 베이킹 및 필름 성장에 필요한 온도 조건을 충족하는 데 사용됩니다.
코팅 공정 설계
다양한 박막 재료에 대한 다양한 증착 공정의 필요성, 다양한 스퍼터링 기술(DC, 중주파, RF, 펄스형, 반응성 스퍼터링) 구현 및 이러한 기술의 조합이나 응용을 통해 개발된 기술을 고려해야 합니다. 신기술), 동일 기술에 대한 공정 변수 조정(전력, 압력, 증착 모드 등), 전처리(세정, 예열 등), 후처리(열처리 등).
컴퓨터 수치 시뮬레이션
고성능 컴퓨터 시뮬레이션 설계는 코팅 장비 및 코팅 프로세스 설계를 강력하게 지원합니다. 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 코팅 공정의 다양한 매개변수를 시뮬레이션하고 최적화하여 필름 두께 균일성을 향상시킬 수 있습니다.
III. 핵심 요소 및 최적화
자기장 균일성: 자기장의 균일성과 방향적 일관성을 보장하여 상대적으로 균일한 공간 자기장을 생성하기 위한 노력이 이루어져야 합니다. 자기장이 강한 위치에서는 필름이 두꺼워지고, 자기장이 약한 위치에서는 필름이 더 얇아집니다. 자기장의 방향 또한 균일성에 영향을 미치는 중요한 요소입니다.
압력 균일성: 압력의 수직 균일성을 보장하기 위한 노력이 이루어져야 합니다. 진공 챔버를 설계할 때에는 진공 펌프의 설치 위치, 가스 주입 방식, 챔버 내 공정 가스 배관의 배치 등을 고려하십시오. 특정 압력 조건에서 압력이 더 높은 위치에서는 필름이 더 두꺼워지고, 압력이 더 낮은 위치에서는 필름이 더 얇아집니다.
타겟-기판 거리: 타겟-기판 거리도 균일성에 영향을 미치는 중요한 요소입니다. 코팅 과정에서 최상의 코팅 효과를 얻으려면 타겟과 기판 사이의 거리를 합리적으로 제어해야 합니다.
IV. 구현 및 모니터링
실행 프로세스: 설계 계획에 따라 코팅 장비를 제작 및 설치하고 코팅 프로세스를 조정 및 최적화합니다.
모니터링 및 피드백: 코팅 공정 중 코팅의 품질과 균일성을 실시간으로 모니터링하고, 모니터링 결과에 따라 시기적절한 피드백과 조정을 제공합니다.
요약하면, 마그네트론 스퍼터링 코팅의 막 두께 균일성을 위한 설계 방법에는 여러 요소가 포함되며, 설계 시스템, 코팅 장비 및 코팅 공정에 대한 포괄적인 고려와 최적화가 필요합니다. 구현 및 모니터링을 통해 코팅의 품질과 균일성을 지속적으로 개선하여 다양한 적용 요구 사항을 충족할 수 있습니다.
