طراحي ساختار مغناطيسي يك كاتد كندوپاش مگنترون با استفاده از شبيه سازي ميدان مغناطيسي و بررسي نرخ لايه نشاني

Design of Magnetic Structure of a Magnetron Sputtering Cathode by Magnetic Field Simulation and Investigation of Deposition Rate

در اين مقاله با بهينه سازي پيكربندي اجزاي مغناطيسي كاتد كندوپاش مگنترون تخت گرد توسط نرم افزار اجزاي محدود ANSYS، يك طرح جديد براي چيدمان قطعات مغناطيسي كاتد پيشنهاد شده است. در اين طرح با مايل قرار دادن آهنرباي كناري نسبت به سطح هدف و بكارگيري يك مهار در زير آن، خطوط شار مغناطيسي در ناحيه نسبتاً وسيعي در بالاي هدف موازي سطح آن شده است. علاوه بر اين، يك نمونه كاتد بر اساس اين طراحي ساخته و پارامترهاي عملكردي آن اندازه گيري شده است. اين پارامترها شامل بازدهي مصرف هدف و نرخ لايه نشاني است كه در فشار 50 ميلي تور و توان 1 كيلووات به ترتيب مقادير 56 درصد و 16 نانومتر بر ثانيه براي آنها بدست آمد.

Abstract A new design for magnetic structure of a circular planar magnetron sputtering cathode has been proposed through optimizing the configuration of its magnetic components by means of finite element software, "ANSYS". In this design, magnetic flux lines were collimated in a wide region above the target surface by setting lateral magnet oblique with respect to target surface and by applying a shunt below the target. In addition, according to this design, a cathode was fabricated and its operational parameters were measured. At a pressure of 50 mTorr and a dc power of lkw, we obtained 56% and 16 nm/s for target utilization and deposition rate respectively, as the most important parameters.