Sputtering magnetron

Jenis Magnetron Sputtering

Magnetron sputtering merupakan sistem kompleks yang melibatkan material target, dudukan substrat atau panggung, sistem vakum, sistem gas inert, rangkaian magnetron, sistem pendingin, sistem kontrol, dan generator RF atau catu daya DC. Material target dalam konteks ini mengacu pada material yang akan diendapkan pada substrat. Fungsi dudukan substrat atau panggung adalah untuk mengamankan substrat dan memastikan bahwa substrat tersebut berada dalam posisi yang tepat untuk menerima lapisan, sementara sistem vakum memastikan bahwa lapisan berkualitas tinggi diberikan dan hanya sedikit kotoran yang ada pada substrat untuk mencegahnya. Peran sistem gas inert adalah untuk menyediakan ion gas yang digunakan untuk proses sputtering. Rangkaian magnetron berfungsi untuk menciptakan medan magnet yang akan membatasi plasma sehingga memastikan proses sputtering yang stabil, sementara sistem pendingin bertanggung jawab untuk menghilangkan panas untuk mencegah kerusakan magnetron. Selanjutnya, catu daya menyediakan daya yang diperlukan untuk menciptakan dan mempertahankan plasma, dan sistem kontrol bertanggung jawab untuk mengontrol berbagai parameter seperti tekanan, suhu, dan aliran gas untuk memastikan bahwa proses sputtering dilakukan.

Meskipun kesamaan operasional dari Magnetron Sputtering, mereka sering diklasifikasikan menurut fitur tertentu seperti jenis material target yang dirancang untuk diendapkan, desain atau konfigurasinya, skalanya atau ukurannya, dan gas yang digunakan dalam prosesnya.

• Berdasarkan Material Target: Ini termasuk logam yang digunakan untuk perangkat elektronik, sealant, dan kaca dan keramik yang dilapisi sebelumnya, serta material target komposit logam-keramik untuk lapisan dekoratif dan fungsional dan dielektrik yang digunakan dalam industri semikonduktor. Jenis-jenis tertentu dari magnetron sputtering disusun untuk secara efektif menangani berbagai jenis target ini.
• Berdasarkan Desain/Konfigurasi: Biasanya, katoda yang dibuat untuk sputtering DC dapat dibagi lagi menjadi katoda sputtering magnetron berbentuk persegi panjang dan katoda sputtering magnetron berbentuk lingkaran. Hal ini karena mereka dirancang untuk mencapai rasio jarak diameter target ke substrat yang seragam. Konfigurasi katoda dapat memengaruhi keseragaman dan kualitas film yang diendapkan.
• Berdasarkan Skala/Ukuran: Ukuran magnetron sputtering dapat bervariasi, yang memengaruhi aplikasinya. Magnetron sputtering skala laboratorium tersebar luas di fasilitas penelitian untuk tujuan eksperimen dan pengembangan. Perangkat ini biasanya memiliki kapasitas terbatas dan dirancang untuk operasi skala kecil. Di sisi lain, magnetron sputtering skala industri digunakan dalam proses manufaktur volume tinggi untuk menghasilkan substrat berlapis dalam jumlah besar. Perangkat semacam itu merupakan versi yang ditingkatkan dengan throughput dan kapasitas yang lebih tinggi.
• Gas yang Digunakan: Magnetron sputtering argon adalah bentuk yang paling umum dari jenisnya. Namun, beberapa variasi dapat menggunakan gas lain, seperti xenon, yang memiliki massa atom yang lebih tinggi dan dengan demikian efisiensi transfer energi yang lebih tinggi, yang mengarah pada proses sputtering yang lebih efektif. Magnetron ini biasanya untuk aplikasi khusus yang memerlukan sputtering yang sangat efisien atau penetrasi yang lebih dalam dari material target.

Spesifikasi & Pemeliharaan Magnetron Sputtering

Spesifikasi

• Tegangan sumber daya

  Catu daya aktif diperlukan agar magnetron sputtering dapat beroperasi. Tegangan catu daya 0-1kv, 0-2kv, 0-3kv, dan lebih tinggi dapat digunakan dalam berbagai jenis tabung.

• Arus catu daya

  Arus sputtering katoda dalam catu daya sputtering magnetron memengaruhi derajat ionisasi atom gas di ruang kerja. Arus operasi magnetron secara langsung memengaruhi kecepatan pengendapan dan karakteristik film. Emisi ion sputtering dapat dikontrol dengan menyesuaikan arus catu daya, yang berkisar dari 0-1000mA, misalnya.

• Gas kerja

  Material target dibombardir dengan ion gas (umumnya gas inert) untuk membuat uap. Pilihan gas memiliki dampak pada komposisi film, keseragaman, dan kecepatan reaksi.

• Tekanan dasar

  Sebelum sputtering magnetron, semua gas yang ada harus dihilangkan untuk mencapai lingkungan vakum tinggi. Tekanan dasar yang baik (kira-kira 1 x 10 - 2 hingga 1 x 10 - 7 torr) diperlukan, jika tidak kualitas film akan terpengaruh oleh kontaminasi gas sisa.

• Laju pengendapan

  Laju pengendapan selama sputtering magnetron berkisar dari 0-100Å/detik hingga beberapa mikron/detik. Laju pelapisan substrat bergantung pada material target, tekanan kerja, daya magnetron, dan jarak antara target dan substrat.

• Kapasitas

  Jumlah maksimum substrat yang dapat disputtering magnetron sekaligus dalam sistem sputtering biasanya antara satu dan sepuluh, karena harus ada jarak minimal antara setiap substrat untuk pelapisan yang seragam dan kualitas yang lebih baik.

Pemeliharaan

Pemeliharaan pelapis sputtering magnetron

• Pembersihan rutin:

Penting untuk membersihkan pelapis sputtering magnetron secara berkala dengan kain kering yang bebas serat untuk menghilangkan debu atau kotoran. Dalam pembersihan basah, gunakan cairan pembersih dengan air deionisasi lemah; hindari larutan yang mengandung bahan kimia atau bahan abrasif apa pun.

• Inspeksi optik:

Memperbesar bagian optik di bawah lampu, seperti target dan rongga magnetron, sangat penting untuk memeriksa tanda-tanda keausan, kerusakan, atau kontaminasi. Penting untuk memeriksa bagian-bagian ini secara teratur dan mengganti atau memperbaiki jika ada cacat yang terdeteksi, karena dapat mengganggu kualitas pelepasan sputtering lapisan dan menghasilkan cacat film atau efisiensi pelapisan yang rendah. Gunakan sikat lembut atau udara bersih dan kering untuk menghilangkan puing-puing apa pun.

Jika diperlukan, ganti komponen optik, seperti target atau rongga magnetron, jika rusak atau habis. Lakukan inspeksi yang lebih menyeluruh saat melapisi zat yang lebih kuat, lebih keras, seperti karbon seperti berlian atau DLC, yang mungkin meninggalkan penumpukan yang signifikan.

Skenario dalam Industri Magnetron Sputtering

Industri meliputi semua perusahaan dan sektor yang menggunakan Magnetron Sputtering pada tingkat yang cukup besar. Pengguna utama termasuk industri semikonduktor, fotovoltaik, panel datar, dan industri terkait lainnya, serta pembuat material target pelapisan, produsen peralatan, dan lembaga penelitian.

Misalnya, dalam industri semikonduktor, Magnetron Sputtering berfungsi sebagai alat penting yang digunakan untuk mengendapkan lapisan logam, isolasi, dan semikonduktor pada wafer selama proses fabrikasi sirkuit terpadu dan transistor film tipis. Hal ini menjadikannya instrumen yang tak tergantikan dalam proses pembuatan semikonduktor.

Demikian pula, dalam industri fotovoltaik, Magnetron Sputtering digunakan untuk mengendapkan lapisan konduktif transparan, elektroda belakang, dan lapisan fungsional lainnya pada sel surya, yang memiliki efek signifikan dalam meningkatkan efisiensi dan stabilitas sel.

Selain itu, dalam industri panel datar, Magnetron Sputtering dapat digunakan untuk mengendapkan elektroda logam, lapisan optik, dan lapisan pelindung dalam proses manufaktur LCD, LED, dan OLED. Hal ini membuat ion Magnetron Sputtering membantu meningkatkan kualitas gambar dan ketahanan layar.

Oleh karena itu, seiring dengan perkembangan teknologi yang pesat dan meningkatnya kebutuhan akan lapisan berkinerja tinggi, Magnetron Sputtering memiliki prospek pasar yang menjanjikan di berbagai industri.

Cara Memilih Magnetron Sputtering

• Kompatibilitas dengan material target

  Pelapis sputtering magnetron yang berbeda dirancang untuk bekerja dengan material target tertentu. Pembeli bisnis perlu memastikan bahwa magnetron selaras dengan material yang ingin mereka gunakan untuk aplikasi pelapisan mereka. Pertimbangkan kompatibilitas material untuk mencapai kualitas dan fungsi pelapisan yang diinginkan.

• Persyaratan pelapisan

  Teliti persyaratan pelapisan spesifik, seperti sifat film yang diinginkan, ketebalan, keseragaman, dan adhesi. Magnetron yang berbeda menawarkan kemampuan yang berbeda untuk memenuhi kebutuhan pelapisan tertentu. Pilih magnetron yang dapat memberikan kualitas pelapisan yang diperlukan dan karakteristik film untuk aplikasi yang dimaksudkan.

• Ukuran dan penanganan substrat

  Pertimbangkan ukuran dan persyaratan penanganan substrat yang akan dilapisi. Pembeli bisnis harus mengevaluasi kapasitas substrat magnetron dan sistem penanganan tambahan apa pun. Pastikan bahwa magnetron yang dipilih dapat menampung ukuran substrat dan menyediakan mekanisme penanganan yang diperlukan untuk operasi pelapisan yang efisien.

• Persyaratan daya

  Tentukan persyaratan daya dari proses pelapisan. Magnetron yang berbeda beroperasi pada tingkat daya tertentu untuk mencapai kecepatan sputtering dan kualitas pelapisan yang optimal. Pilih magnetron dengan peringkat daya yang sesuai untuk memenuhi tuntutan produksi pelapisan dan memastikan kinerja sputtering yang efisien.

• Pertimbangan anggaran

  Pertimbangan anggaran adalah untuk memilih magnetron yang sesuai dengan kendala anggaran sambil tetap memenuhi persyaratan pelapisan. Pembeli bisnis harus menyeimbangkan biaya magnetron dengan fitur, kinerja, dan kemampuannya untuk membuat keputusan investasi yang tepat yang selaras dengan keterbatasan anggaran mereka.

T&J

T1: Untuk apa Mesin Pelapisan Sputtering Magnetron digunakan?

J1: Mesin sputtering magnetron digunakan untuk mengendapkan lapisan tipis ke permukaan di berbagai sektor industri, seperti elektronik, optik, alat potong, dan rekayasa permukaan. Mereka menyediakan lapisan dengan sifat khusus seperti kekerasan, ketahanan kimia, transparansi optik, dan konduktivitas listrik.

T2: Apa komponen utama dari Mesin Pelapisan Sputtering Magnetron?

J2: Komponen utama dari mesin sputtering magnetron meliputi ruang vakum, material target, dudukan target magnetron, dudukan substrat atau korsel, sistem vakum, sistem pasokan gas, dan sistem catu daya dan kontrol.

T3: Apa saja jenis Mesin Pelapisan Sputtering Magnetron yang berbeda?

J3: Jenis Mesin Sputtering Magnetron meliputi mesin sputtering magnetron DC, mesin sputtering magnetron RF, sputtering magnetron DC berdenyut, magnetron multipolar, dan magnetron ganda.–Susunan dudukan target sputtering yang dapat menampung material target dan substrat yang berbeda.

T4: Bagaimana proses penggunaan Sputtering Magnetron untuk melapisi material?

J4: Proses pelapisan material menggunakan Sputtering Magnetron melibatkan Persiapan ruang vakum, pengenalan gas inert, dan penerapan tegangan tinggi untuk menciptakan plasma. Selanjutnya, material target dibombardir oleh atom gas terionisasi, menyebabkan ejeksi atom material target yang bergerak di ruang hampa dan mengendap ke substrat. Terakhir, ruang diberi ventilasi untuk mengembalikan substrat ke atmosfer normalnya.