DC/RF magnetron sputtering

อุปกรณ์

Rotated gauge pressure และ turbo pump Scroll pump

Cooling DC และ RF power Gauge air pump generator

Level scroll pump Shutter air pump คันโยกเปิด Chamber

ที่ใส่ Target และ shutter ฐานรองวัสดุรองรับ Cristal thickness

ที่เปิด-ปิด Shutter จุดปล่อยแก๊ส N2 และ Ar Thickness monitor

หลักการใช้งาน 1. เปิดวาล์วก๊าซไนโตรเจน อาร์กอนและเปิดปั้มลมเพ่ือเตรียมใช้งาน

2. เอาน๊อตยึด Chamber ออก ปล่อยแก๊สไนโตรเจนเข้า Chamber เพ่ือเปิดฝา Chamber และดันคันโยกลงเพ่ือเปิดฝาขึ้น

3. น า Target (โลหะหรือฉนวนที่ต้องการสปัตเตอร์) ใส่ที่ครอบเช็คการลัดวงจรของระบบด้วยมัลติมิเตอร์ (วัดที่ target กับตัว chamber) - อุปกรณ์ที่ต้องเตรียมเพ่ือน า Target ใส่หัวแมกนีตรอน เช่น Target, หกเหลี่ยม 5/16นิ้ว, หกเหลี่ยม 3/32นิ้ว และไขควง

N2 Ar Air pump

Air pump

N2 Ar

เปิด

ปิด

- น าหกเหลี่ยมเบอร์ 5/16 นิ้วขันน็อตที่ชัตเตอร์เพ่ือคลายให้หลวม จากนั้นยกชัตเตอร์ใช้หกเหลี่ยมเบอร์ 3/32 นิ้ว คลายน็อตท้ัง 4 จุดออกและใช้ไขควงคลายที่ล็อค Target ออก

- น า Target ใส่และทวนการใส่เหมือนกับขั้นตอนข้างบน จากนั้นเช็คการลัดวงจรของ Target ด้วยมัลติมิเตอร์ (วัดที่ target กับตัว chamber)

4. แล้วน าชิ้นงานเป่าลมเพ่ือก าจัดฝุ่นที่เกาะบนชิ้นงานและวางงานบนฐานรองวัสดุรองรับเลือกระดับการหมุน

5. ปิด Shutter ปิดฝา Chamber และขันน๊อตให้แน่น

6. เปิด Scroll pump รอความดันให้ได้ 2x10-2torr จากนั้นเปิด Turbo pump โดยกดปุ่ม Start เพ่ือรอการ สปัตเตอริงที่ความดันต่ ากว่า 5x10-6 torr

7. เลือกหัวจ่ายก าลังเป็น DC หรือ RF และเปิด Cooling ที่ตัวเครื่องและเปิดวาล์ว Cooling ของเครื่อง เพ่ือหล่อท าความเย็นที่หัวแมกนีตรอน

8. เปิดแก๊สอาร์กอนให้ความดันตามโลหะหรือฉนวนต่างๆ ที่ใช้และคอยให้ความดันคงที ่

เปิด

ปิด

เปิด

ปิด

เปิด/ปิด

9. จากที่เลือกหัวจ่ายก าลังแล้วตัวจ่ายก าลังก็ต้องตัวเดียวกัน โดยเปิดเครื่อง DC/RF power จะเริ่มการสปัตเตอร์ที่ 50 วัตต์กด ON จะสปัตเตอร์ทิ้งเป็นเวลา 5 นาที และค่อยเปิดชัตเตอร์สปัตเตอร์งาน 5 นาที แล้วกด OFF อีก 5 นาที ท าต่อไปรวมกันจนครบเวลาตามที่ต้องการแล้วปิดซัตเตอร์ - กรณี DC power เปิดสวิตซ์หลังเครื่องแล้วกดเปิด-ปิดเครื่อง ก าหนด Watt กด SETPT เพ่ือเพ่ิมหรือลดวัตต์ที่ต้องการโดยหมุนที่ปุ่ม LEVEL

- กรณี RF power เปิดสวิตซ์ด้านหน้าเครื่องแล้วกดเปิด-ปิดเครื่อง หมุนเพ่ือเพ่ิมหรือลดวัตต์ที่ต้องการ และเสียบปลั๊กเครื่อง Generator ด้านหลังเครื่อง

10. ปิดเครื่อง DC/RF power ปิดแก๊สอาร์กอน ปิด Turbo pump โดยกดปุ่ม Stop และคอยให้ Turbo pump เหลือ 0 Hz โดยไฟสีเขียวจะข้ึนที่ POWER จุดเดียว

เปิด DC power

OFF ON

เปิด-ปิด

เปิด-ปิด OFF ON

11. ปิด Scroll pump ขันน๊อตออก เปิดแก๊สไนโตรเจนเพ่ือเปิดฝาออก ดันคันโยกเพ่ือเปิดฝาออกและน าชิ้นงานออก จากนั้นเปลี่ยนฟอยด์ที่ฐานรองวัสดุรองรับและถอดที่ครอบ Target ออกเพ่ือน าไปท าความสะอาดเก็บ Target ให้เรียบร้อย

12.ปิดฝา Chamber แล้วเปิด Scroll pump ปั้มไว้ให้เป็นสุญญากาศปิด Cooling ปิด Scroll pump และปิดแก๊สทั้งหมด

การบ ารุงรักษาเบ้ืองต้น 1. การท าความสะอาดเครื่อง การท าความสะอาดเครื่องโดยจะน า Chamber ไปขัดทุกๆ 4 เดือนหรือถ้าหากข้างใน Chamber ถูกคลุมด้วยอะลูเนียมฟอยด์จะต้องท าการเปลี่ยนใหม่ทุกๆ 2 เดือน 2. การท าความสะอาดที่ครอบ Target

การท าความสะอาดที่ครอบ Target จะท าความสะอาดทุกครั้งหลังจากใช้งาน โดยใช้กระดาษทราย

เบอร์ 2400 ขัดจนสะอาดล้างด้วยน้ า RO เป่าให้แห้งและอบที่ อุณหภูมิ 120 ⸰C เป็นเวลา 1 ชั่วโมง 3. การเปลี่ยนฟอยด์และแผ่นใสที่ Window chamber เมื่อใช้งานเสร็จแล้วให้เปลี่ยนฟอยด์ที่ฐานรองวัสดุรองรับและ Shutter พร้อมกับเปลี่ยนแผ่นใสที่ Window chamber ด้วย 4. บ ารุงรักษา O-ring

เมื่อใช้งานยาง O-ring ไประยะหนึ่ง ให้น า O-ring ออกมาท าความสะอาดโดยใช้ผ้าสะอาดชุบสารละลาย Isopropanol เช็ดท าความสะอาดทุกๆ เดือน และให้เปลี่ยน O-ring ใหม่ทุกๆ 1 ปี

ข้อควรระวัง

ควรมีการตรวจสอบการน าไฟฟ้าในต าแหน่งของ target และ chamber โดยจะต้องไม่มีการไหลผ่านของกระแสจาก target ไปยัง chamber

ข้อมูลการใช้งาน

ค่าความดันที่ใช้ในการ Sputtering Target Pressure (Torr)

Ti 2.2x10-2

Cr 3.2x10-2 Cu 1.2x10-2

Au 3.4x10-2

Al 1.2x10-2 ITO 3.7x10-2

Ag 2.2x10-2

สีที่เกิดขึ้นจาก target แต่ละชนิด Target Color

Au เขียว Al ม่วง

Ti เขียวมรกต

Cr เขียมรกต Cu เขียวแก ่

Ag ฟ้าม่วง

ข้อมูลความหนาเฉลี่ยจากการ Sputtering ของ target แต่ละชนิด Target Watt(W) Time(min) Thickness (um)

Al 200 27 0.846 Ag 200 2 0.5

Ag 100 5 0.2

Cr 200 20 1.1 Cr 150 10 0.4

Ti 200 10 0.18

Ti 100 4 0.01 Au 100 1 0.04

ITO 60 240 0.220