Sputtertargets können entsprechend ihrer Form in planare Targets und rotierende Targets unterteilt werden. Planare Ziele sind lange Ziele, quadratische Ziele oder runde Ziele mit einer bestimmten Dicke usw., die durch Binden eines Zielrohlings und einer Trägerplatte hergestellt werden. Beim Sputtern liegen der Target-Rohling und das Substrat parallel zueinander und es entsteht ein elektromagnetisches Feld zwischen dem Target-Rohling und dem Substrat. Rotierende Targets sind röhrenförmige Targets, und beim Sputtern wird ein elektromagnetisches Feld in Richtung des Substrats erzeugt. Planare Ziele sind vielseitiger, haben aber eine geringere Auslastung; Rotierende Targets haben eine höhere Ausnutzungsrate, aber eine schlechte Gleichmäßigkeit der Beschichtung.
Vorteile rotierender Ziele
1. Rotierende Ziele haben eine höhere Materialausnutzung
Rotierende Ziele können die Zieloberfläche während der Rotation gleichmäßig aufbrauchen und dadurch die Materialausnutzung des Ziels verbessern, die normalerweise 70–90 % erreichen kann. Da jedoch nur eine feste Seite des planaren Targets am Sputtern beteiligt ist, bilden sich während des Gebrauchs „Rillen“ oder „Gruben“, was zu einem ungleichmäßigen Materialverbrauch führt und die Materialausnutzungsrate im Allgemeinen 30 % bis 40 % beträgt. Bei teuren Zielen (z. B. Edelmetalle oder Seltenerdmaterialien) können rotierende Ziele die Kosten erheblich senken und den wirtschaftlichen Nutzen verbessern.
2. Rotierende Targets weisen eine bessere Gleichmäßigkeit des Sputterns auf
Rotierende Targets rotieren während des Betriebs kontinuierlich, sodass jede Position auf der Targetoberfläche gleichmäßig dem Plasma ausgesetzt ist und so eine gleichmäßigere Sputterrate entsteht. Dies hat offensichtliche Vorteile für Anwendungen mit hohen Anforderungen an die Gleichmäßigkeit der Folie (z. B. Displays und Halbleiterprozesse). Planare Targets neigen zu ungleichmäßiger Filmdicke aufgrund lokaler Über-Sputterung, insbesondere bei großflächigen Substraten oder kontinuierlicher Produktion.
3. Rotierende Ziele haben eine längere Lebensdauer
Da rotierende Targets gleichmäßigeres Material verbrauchen, ist ihre Lebensdauer in der Regel länger als die planarer Targets. Dies bedeutet, dass bei gleichen Arbeitsbedingungen die Austauschhäufigkeit des rotierenden Targets geringer ist, was die Ausfallzeiten der Ausrüstung reduziert und die Produktionseffizienz verbessert. Bei einigen kontinuierlichen Produktionsprozessen, wie z. B. der großflächigen -Flächenbeschichtung und der Rollen-zu--Beschichtung, kann das rotierende Target den Produktionszyklus erheblich verlängern und die Wartungskosten senken.
4. Rotierende Ziele haben eine höhere Filmqualität
Die durch das rotierende Target gesputterte Filmschicht ist dichter und gleichmäßiger, was für einige Anwendungen mit extrem hohen Anforderungen an die Filmqualität geeignet ist (z. B. hochwertige elektronische Geräte und die Herstellung von Halbleitergeräten). Dies liegt daran, dass das rotierende Target die durch ungleichmäßiges Sputtern auf der Targetoberfläche verursachten Defekte wirksam reduzieren und die Qualität und Konsistenz der Filmschicht verbessern kann.
Abschluss
Im Vergleich zu planaren Targets zeichnen sich Rotationstargets durch eine höhere Materialausnutzung, eine längere Lebensdauer, einen gleichmäßigeren Sputtereffekt und eine Anpassungsfähigkeit für die Produktion großer Flächen und hoher Stückzahlen aus. Dies macht Rotationstargets zu einer wichtigen Wahl im Bereich der modernen Dünnschichtabscheidung, insbesondere bei der großflächigen Beschichtung, der kontinuierlichen Produktion und der Herstellung hochwertiger elektronischer Geräte.