Hva er et sputtering-system?
Sputtering er en prosess med tynnfilmavsetning hvor et fast målmateriale kastes ut på overflaten av et underlag for å danne et tynt belegg. Et sputtering system er en maskin der en sputtering prosess oppstår. Den inneholder hele prosessen og lar en bruker justere temperatur, kraft, trykk, mål og underlagsmaterialer.
Sputtering er kjent som fysisk dampavsetning, fordi den tynne filmen er dannet med fysiske midler, snarere enn gjennom kjemiske reaksjoner. I et sputteringssystem inneholder et vakuumkammer målmaterialet, en strømkilde og en gassplasma. Gassen, som vanligvis er en edel gass som argon, føres inn i kammeret ved et veldig lavt trykk for å starte prosessen.
Kraftkilden genererer elektroner som bombarderer gassplasmaet, og disse elektronene sparker bort andre elektroner som er til stede i gassen. Dette får gassen til å ionisere og danne positive ioner kjent som kationer. Disse kationene bombarderer igjen målmaterialet og slår bort små biter av det som ferdes gjennom kammeret og legger seg på underlaget. Prosessen blir lett foreviget i sputtering systemkammeret, fordi ekstra elektroner frigjøres under ioniseringen av gassplasmaet.
Sputtering-systemer varierer med tanke på struktur, strømkilde, størrelse og pris. Orienteringen av målmaterialet og underlaget er spesifikk for hver maskin. Noen systemer vil vende mot målmaterialet parallelt med overflaten av underlaget, mens andre vil vippe begge overflater for å danne et annet avsettingsmønster. Konfokalt sputtering orienterer for eksempel flere enheter målmateriale i en sirkel som peker mot et fokuspunkt. Underlaget i denne typen systemer kan deretter roteres for jevnere avsetning.
Strømkilden varierer også, fordi visse systemer bruker likestrøm (DC), mens andre bruker radiofrekvens (RF) strøm. En type sputtering system, kjent som magnetron sputtering, inkluderer også magneter for å stabilisere de frie elektronene og jevne ut tynnfilmavsetningen. Disse metodene gir sputteringssystemet forskjellige kvaliteter angående temperatur og avsettingshastighet.
Sputtering systemer varierer i størrelse fra stasjonære systemer til store maskiner som er større enn et kjøleskap. Det indre kammeret varierer også i størrelse, men er generelt mye mindre enn selve maskinen; de fleste kamre har diametre mindre enn 1 yard (ca. 1 meter). Kostnaden for et sputtering-system varierer fra mindre enn $ 20.000 amerikanske dollar (USD) brukt, til oppover $ 650.000 USD for et nytt eller spesialdesignet system.