溅射镀膜中水平与垂直方向的优缺点

影响溅射镀膜工艺和薄膜涂层性能的一项设计考虑因素是磁控溅射过程中基板和阴极的集体取向。溅射系统配置可能是水平方向或垂直方向，这两种方向各有利弊，接下来普科一一进行分析。

垂直溅射镀膜：优点

在垂直溅射配置中，基板和阴极水平放置，溅射方向是垂直的。该过程可以是向上溅射或向下溅射。向上溅射时，基板位于阴极上方，溅射方向向上；向下溅射相反，基板位于阴极下方，溅射方向向下。

垂直溅射是化合物半导体生产中的首选工艺，尤其是大批量生产。这种类型的配置与现成的自动化工具和前端选项兼容，如负载锁和集群架构，所以如果您的过程需要任何自动化，这将是您系统的正确设计。

对于垂直配置，另一个好处是重力可以作为夹具将基板固定到位。因此，您将获得更好的边缘排除。静电卡盘通常用作复合半导体应用的垂直溅射中的夹具，因为它们提供良好的热传递并有助于防止基板翘曲。

某些应用程序需要非常大的目标。您可能需要使用靶片来满足此要求，但对于腔室内部温度非常高的工艺，您不能使用铟来键合它们，因为它会超过其熔点。在这种情况下，您可以使用垂直配置来溅射并消除粘合瓷砖的需要。

垂直溅射镀膜：缺点

垂直配置有两个主要缺点：在沉积过程中存在来自剥落防护罩的颗粒落到基板上的风险，对于难以支撑的大型基板，在沉积过程中很难保持基板平坦。

在溅射配置中，颗粒可能会由于重力而剥落并落到基板上。即使在溅射配置中，这些相同的颗粒仍可能落下并落在您的阴极上，从而产生电弧（和颗粒）。这最好通过适当的屏蔽设计和遵循一致的预防性维护计划来解决。

由于重力的影响，大面积基板（通常由玻璃或不锈钢等材料制成）缺乏平整度。当发生下垂或翘曲时，会出现不受控制的应力或冷却以及可能的厚度均匀性问题，从而降低您的整体良率和投资回报率。

水平溅射镀膜：优点

在水平配置中，衬底和阴极在腔室中垂直竖立，溅射方向是水平的。水平设置的一个好处是您可能不必担心剥落的颗粒。由于重力，粒子会倾向于落到腔室底部，而不是落在阴极或基板上。然而，这并不能消除对适当的屏蔽设计和 PM 程序的需要——让颗粒远离基板的最佳方法是将它们保留在您的屏蔽上。

水平配置中的重力也有助于防止基材下垂的机会，因为它们不是平放的。解决这两个问题可以提高您的产量，以及薄膜涂层的性能和均匀性。

水平配置有一些机械优势，可以帮助加载腔室。对于非常大的基板，例如玻璃或不锈钢面板，使用固定装置将它们简单地悬挂在腔室内会更容易。

水平溅射镀膜：缺点

虽然水平溅射可能会解决一些工艺问题，但它并不是适用于每个应用或基板的选项。固定或夹紧是水平配置的基本要求，以保持基板就位和直立。不幸的是，您将获得一些边缘效果，因为您将无法通过沉积一直到达基板的边缘。

水平设计也不适合集群架构或标准半导体类型的自动化，因此对于大批量生产，您需要坚持使用与此类系统兼容的垂直配置。任何需要基板冷却的应用在垂直配置中都将更容易管理。