｜濺鍍製程設備應用技術

摘要：濺鍍技術廣泛應用於薄膜製程，本文將介紹使用平面靶材、圓柱靶材與移動磁極的磁控濺鍍技術，並比較這三種型態靶材的利用率。

Abstract: Sputtering technology is widely used in thin film deposition process.  This article introduces the magnetron sputtering technology of planar, rotary and movable magnetron modules and discusses the target utilization of these kinds of modules.

關鍵詞：磁控濺鍍、靶材利用率、平面靶材、圓柱靶材、移動磁極

Keywords：Magnetron Sputtering, Target Utilization, Planar Magnetron module, Rotary Magnetron module, Movable Magnetron module

前言
真空濺鍍技術應用變化包含供應電源、靶材外型、化學參與反應、電漿面域與鍍膜材料等，其主要原理乃於腔體內通入製程所需氣體，輔以電源供給能量，使氣體因輝光放電而變成電漿狀態，使正離子轟擊出靶材之原子與分子等以茲後續應用。其中使用永久磁鐵的磁控濺鍍技術能增加靶材濺鍍率，但離子過度轟擊靶材特定區域，造成該區域擊穿後，其他區域依然剩餘大量靶材，也就是所謂的靶材使用率問題，由於此問題關乎薄膜生產成本，相對也衍生多種解決技術。本文將探討磁控技術改善濺鍍製程的靶材使用率方式，與其近期發展的技術應用。

磁控濺鍍技術
磁控濺鍍所使用的磁控模組，其組成為靶材、兼具熱傳遞與固定靶材的銅背板、散熱水路與磁場產生模組，磁場產生模組以永久磁鐵或是電磁場產生磁控效果，可增加電子撞擊氣體的機率與產生較高離子密度的電漿，相對提升靶材被濺鍍率。磁控濺鍍技術可應用於平面靶材、圓柱靶材與移動磁極，相應而生的平衡式磁控與非平衡式磁控也有眾多組成形式，這些磁控模組的磁場改變除了調變薄膜成長特性，也左右靶材被離子轟擊後的使用情形，唯一較為特殊的磁性靶材應用，則有相關的磁場設計與靶材設計對應，以保有磁控功能與靶材濺鍍需求。綜觀目前磁控技術無非達到靶材濺鍍率與使用率的雙方需求，將以平面靶材、圓柱靶材與移動磁極展開磁控技術及三者靶材利用率的探討。