مشخصات

عنوان: طرح بهینه سازی کاتد مگنترون RF اسپاترینگ (ویرایش سوم)

گروه تخصصی:  علوم پایه

سازمان مجری:  واحد صنعتی شریف 

گروه پژوهشی: علوم پایه

پژوهشگران: 
حمزه کورس (مسئول طرح)
سلحشور مصطفی (همکار طرح)
زواریان علی اصغر (همکار طرح)
ایمانی فرهاد (همکار طرح)
حافظی فاطمه (همکار طرح)
واعظی سمیرا (همکار طرح)

تاریخ خاتمه:  اسفند 1388

کارفرما: 

خروجی طرح: 
 
تلفن: 66005970-66031914-66024544-021

نشانی سازمان مجری: تهران، خیابان آزادی، خیابان شهید ولی اله صادقی، روبروی درب شمالی دانشگاه صنعتی شریف، پلاک 79، کدپستی
 

چکیده:

طرح بهینه‌سازی کاتد مگنترونRF  اسپاترینگ به منظور بهبود مشخصات فنی کاتد منگترون اسپاترینگ موجود ساخت مرکز فناوری خلا بالای جهاد دانشگاهی تعریف شده است. در این طرح برای اولین بار (در کشور) از نرم افزار ANSYS برای شبیه سازی میدان های مغناطیسی کاتد استفاده شد. با شناخت صحیح از محدودیت ها و قابلیت های فیزیکی و تکنولوژیکی موجود، به کمک نرم افزار طرح ابتدا به صورت مجازی بهینه سازی شد. سپس طرح نرم افزاری با ملاحظات مهندسی پیاده سازی گردید و مورد آزمایش های متعدد قرار گرفت. پارامترهای کمی مورد بررسی شامل شدت میدان مغناطیسی در سطح کاتد، حداکثر توان، حداکثر آهنگ لایه نشانی، میزان استفاده مفید از هدف، میزان ایزولاسیون الکتریکی و مشخصات کیفی مورد بررسی شامل سهولت مونتاژ و دمونتاژ، پایداری پلاسما، سهولت ساخت قطعات، قدرت خنک کنندگی هدف و کاهش وزن کاتد هستند. کاتد ساخته شده با طرح بهینه، دارای توان بیش از یک کیلووات در فشار کمتر از 50 میلی تور، آهنگ لایه نشانی نزدیک به 20 نانومتر در ثانیه می باشد. این کاتد با مولد RF و مدار تطبیق امپدانس در قدرت 600 وات نیز به خوبی کار می کند و محدوده تطبیق وسیعی در توان 200 وات مشاهده می شود.



کلیدواژگان: کاتد مگنترون اسپاترینگ، شبیه سازی میدان های مغناطیسی، مصرف هدف

 
 
Title: Optimizing RF Magnetron Sputtering Cathode

Abstract:

In this project, the optimization of RF Magnetron Sputtering Cathode is performed on the existing cathode made by High Vacuum Technology Center of ACECR. As a domestic innovation, ANSYS Magnetic Field Modeling Tool was employed and proper physical and technological constraints were applied to the virtual model and the best configuration was obtained. Then the results of the simulation were implemented in the mechanical design of the cathode, considering all practical design aspects. The new cathode was put under various tests. The quantitative parameters which were studied include magnetic field strength at the target level, maximum power, maximum rate of deposition, target utilization and electrical isolation. The experiments indicate that the power of more than 1kw at pressures less than 50 militorr is achievable and a rate of deposition of 20nm/sec can be reached. Also, ease of assembling and disassembling, good target cooling, wide range of plasma stability and weight reduction was realized. Tests with 600w RF Generator and matching box showed a very good operation and specifically a wide range of matching at 200w.



Keyword(s): Magnetron Sputtering Cathode, Magnetic Field Simulation, Target Utilization