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磁控溅射靶材打火情况分析及解决方案是什么?

2022-04-08 15:48:34


平面靶材打火:

可分为阴阳极、靶材表面、磁背板、绝缘材料表面等以下情况。

1.阴阳极之间打火,有可能是暗区没有设计好。通常要求阴阳极在2-3mm之间,否则氩离子会在缝里电离引起打火。小于2mm,由于电压高,电子迁移到阳极,不能立即中和会引起火灾。如果大于3mm,接缝中的氩离子会电离,导致接缝点火,除非保证接缝中没有磁场。

2.靶材表面点火,可能是靶材表面太脏,或者靶材本身纯度不够,或者工作真空度等。

3.磁背板打火,一般是因为阴极设计时磁背板是在真空内的,磁背板本身磁屏蔽做不好,磁背板与阳极之间的缝太大,导致该位置氩气电离,产生打火。这通常发生在高功率溅射的情况下。

4.绝缘材料表面打火,可能是绝缘材料表面被镀膜了,或者被污染了。


旋转靶材打火

旋转靶点火可能是磁场设计的问题,也可能是靶。旋转靶两端容易结瘤,有人认为结瘤无效,所以用钛代替靶两端,可以解决点火问题,但会导致工作电位不稳定,因为靶旋转,钛和硅交界电位活动很大,导致电位不稳定,导致涂层厚度不稳定。如果设备有观察窗,通过观察窗,当玻璃经过时,会发现光线来回波动。


旋转靶材打火解决方案

无论是平面靶还是旋转靶,磁场的设计都应使靶表面的蚀刻面积越大越好。旋转靶材溅射面正好到达靶材顶部,这是比较理想的状态,这样可以大大降低点火状态的发生。溅到顶部不是因为目标材料的利用率更高,而是因为目标材料的表面尽可能干净,这可以大大降低目标材料表面的结瘤和火灾现象。平面靶也是如此,中间的非刻蚀区越小越好,使靶材表面更干净,并能提高靶材的利用率。

旋转靶材


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