ಲೇಪನ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಸ್ಥಿರತೆಯ ಮೇಲೆ ನಿರ್ವಾತ ಮಟ್ಟದ ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಪರಿಣಾಮ

ನಿರ್ವಾತ ಲೇಪನ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳಲ್ಲಿ, ನಿರ್ವಾತ ಮಟ್ಟವು ಕೇವಲ ಹಿನ್ನೆಲೆ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲ, ಬದಲಿಗೆ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಸ್ಥಿರತೆ, ಫಿಲ್ಮ್ ಗುಣಮಟ್ಟ ಮತ್ತು ಉತ್ಪಾದನಾ ಪುನರಾವರ್ತನೀಯತೆಯನ್ನು ನೇರವಾಗಿ ನಿರ್ಧರಿಸುವ ಮೂಲಭೂತ ನಿಯತಾಂಕವಾಗಿದೆ.

Inಕೈಗಾರಿಕಾ ಪ್ರಮಾಣದ PVD ಮತ್ತು ಬಾಷ್ಪೀಕರಣ ಲೇಪನ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳು,ಸಾಕಷ್ಟು ಅಥವಾ ಅಸ್ಥಿರವಾದ ನಿರ್ವಾತ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳು ಹೆಚ್ಚಾಗಿ ಲೇಪನ ದೋಷಗಳು, ಇಳುವರಿ ಏರಿಳಿತ ಮತ್ತು ದೀರ್ಘಕಾಲೀನ ವಿಶ್ವಾಸಾರ್ಹತೆಯ ಸಮಸ್ಯೆಗಳಿಗೆ ಮೂಲ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತವೆ.

ಈ ಲೇಖನವು ಉಪಕರಣ ಮತ್ತು ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ ಎಂಜಿನಿಯರಿಂಗ್ ದೃಷ್ಟಿಕೋನದಿಂದ ಲೇಪನದ ಸ್ಥಿರತೆಯ ಮೇಲೆ ವಿವಿಧ ನಿರ್ವಾತ ಶ್ರೇಣಿಗಳ ನೈಜ, ಅನ್ವಯ-ಮಟ್ಟದ ಪರಿಣಾಮವನ್ನು ವಿಶ್ಲೇಷಿಸುತ್ತದೆ.

1. ಸ್ಥಿರವಾದ ತೆಳುವಾದ ಪದರದ ಶೇಖರಣೆಯ ಅಡಿಪಾಯವಾಗಿ ನಿರ್ವಾತ ಮಟ್ಟ

ನಿರ್ವಾತ ಲೇಪನದಲ್ಲಿ, ನಿರ್ವಾತ ಪರಿಸರವು ಪ್ರಾಥಮಿಕವಾಗಿ ನಿಯಂತ್ರಿಸುತ್ತದೆ:

ಉಳಿದ ಅನಿಲ ಸಂಯೋಜನೆ; ಆವಿಯಾದ ಅಥವಾ ಚೆಲ್ಲಿದ ಕಣಗಳ ಸರಾಸರಿ ಮುಕ್ತ ಮಾರ್ಗ; ಪ್ಲಾಸ್ಮಾ ಸ್ಥಿರತೆ; ಪದರ ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಮೇಲ್ಮೈ ಮಾಲಿನ್ಯ.

ನಿರ್ವಾತ ಮಟ್ಟ ಕಡಿಮೆಯಾದಂತೆ (ಒತ್ತಡ ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ), ಅನಿಲ-ಹಂತದ ಘರ್ಷಣೆಯ ಸಂಭವನೀಯತೆ ತೀವ್ರವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ಫಿಲ್ಮ್ ಸಾಂದ್ರತೆ, ಏಕರೂಪತೆ ಮತ್ತು ಅಂಟಿಕೊಳ್ಳುವಿಕೆಯ ಮೇಲೆ ನೇರವಾಗಿ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುತ್ತದೆ.
ಆದ್ದರಿಂದ, ನಿರ್ವಾತ ಮಟ್ಟವು ಪ್ರತ್ಯೇಕವಾದ ನಿಯತಾಂಕವಲ್ಲ - ಇದು ಸಂಪೂರ್ಣ ಶೇಖರಣಾ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಭೌತಿಕ ಗಡಿ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳನ್ನು ವ್ಯಾಖ್ಯಾನಿಸುತ್ತದೆ.

2. ಕಡಿಮೆ ನಿರ್ವಾತ ಶ್ರೇಣಿ: ಮೂಲದಲ್ಲಿ ಅಸ್ಥಿರತೆ

ಕಡಿಮೆ ನಿರ್ವಾತ ವ್ಯಾಪ್ತಿಯಲ್ಲಿ (ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ >10⁻² mbar), ಲೇಪನ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ಅಂತರ್ಗತ ಅಸ್ಥಿರತೆಯ ಅಪಾಯಗಳನ್ನು ಎದುರಿಸುತ್ತದೆ:

ಲೇಪನ ಜಾತಿಗಳ ಸಣ್ಣ ಸರಾಸರಿ ಮುಕ್ತ ಮಾರ್ಗ
ಆವಿಯಾದ ಪರಮಾಣುಗಳು ಅಥವಾ ಚಿಮ್ಮಿದ ಕಣಗಳು ಉಳಿದ ಅನಿಲ ಅಣುಗಳೊಂದಿಗೆ ಆಗಾಗ್ಗೆ ಘರ್ಷಣೆಗೆ ಒಳಗಾಗುತ್ತವೆ, ಇದು ಈ ಕೆಳಗಿನವುಗಳಿಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ:

ಕಡಿಮೆಯಾದ ದಿಕ್ಕಿನ ಸಾರಿಗೆ

ಕಡಿಮೆ ಶೇಖರಣಾ ದಕ್ಷತೆ

ಕಳಪೆ ದಪ್ಪ ನಿಯಂತ್ರಣ

ಹೆಚ್ಚಿನ ಅಶುದ್ಧತೆಯ ಸಂಯೋಜನೆ
ನೀರಿನ ಆವಿ, ಆಮ್ಲಜನಕ ಮತ್ತು ಹೈಡ್ರೋಕಾರ್ಬನ್‌ಗಳು ಸಕ್ರಿಯವಾಗಿರುತ್ತವೆ, ಇದರ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ:

ಆಕ್ಸಿಡೀಕೃತ ಅಥವಾ ಕಲುಷಿತ ಪದರಗಳು

ಕ್ಷೀಣಿಸಿದ ವಿದ್ಯುತ್, ದೃಗ್ವಿಜ್ಞಾನ ಅಥವಾ ಯಾಂತ್ರಿಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು

ಅಸ್ಥಿರ ಪ್ಲಾಸ್ಮಾ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳು (ಪಿವಿಡಿ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳಿಗೆ)
ಹೆಚ್ಚಿದ ಅನಿಲ ಚದುರುವಿಕೆ ಪ್ಲಾಸ್ಮಾ ಸಾಂದ್ರತೆ ಮತ್ತು ಏಕರೂಪತೆಯನ್ನು ಅಡ್ಡಿಪಡಿಸುತ್ತದೆ, ಇದರಿಂದಾಗಿ ಸ್ಥಿರವಾದ ವಿಸರ್ಜನಾ ನಡವಳಿಕೆಯನ್ನು ಕಾಪಾಡಿಕೊಳ್ಳುವುದು ಕಷ್ಟಕರವಾಗುತ್ತದೆ.

ಈ ನಿರ್ವಾತ ವ್ಯಾಪ್ತಿಯಲ್ಲಿ, ಲೇಪನ ಫಲಿತಾಂಶಗಳು ಸಣ್ಣ ಏರಿಳಿತಗಳಿಗೆ ಹೆಚ್ಚು ಸೂಕ್ಷ್ಮವಾಗಿರುತ್ತವೆ, ಇದರಿಂದಾಗಿ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಪುನರಾವರ್ತನೀಯತೆಯನ್ನು ಸಾಧಿಸುವುದು ತುಂಬಾ ಕಷ್ಟಕರವಾಗಿರುತ್ತದೆ.

3. ಮಧ್ಯಮ ನಿರ್ವಾತ ಶ್ರೇಣಿ: ಮೂಲ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಕಾರ್ಯಸಾಧ್ಯತೆ, ಸೀಮಿತ ಸ್ಥಿರತೆ

ಮಧ್ಯಮ ನಿರ್ವಾತ ಶ್ರೇಣಿಯನ್ನು (ಸರಿಸುಮಾರು 10⁻³ ರಿಂದ 10⁻⁴ mbar) ಕೈಗಾರಿಕಾ ನಿರ್ವಾತ ಲೇಪನಕ್ಕೆ ಕನಿಷ್ಠ ಮಿತಿ ಎಂದು ಪರಿಗಣಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಈ ಮಟ್ಟದಲ್ಲಿ:

ಕಣ ಸಾಗಣೆಯು ಹೆಚ್ಚು ದಿಕ್ಕಿನತ್ತ ಸಾಗುತ್ತದೆ.

ಪ್ಲಾಸ್ಮಾ ದಹನ ಮತ್ತು ನಿರ್ವಹಣೆ ಸಾಧಿಸಬಹುದಾಗಿದೆ.

ಮೂಲ ಚಲನಚಿತ್ರ ರಚನೆ ಸಾಧ್ಯ

ಆದಾಗ್ಯೂ, ಉತ್ಪಾದನಾ ದೃಷ್ಟಿಕೋನದಿಂದ, ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಸ್ಥಿರತೆಯು ನಿರ್ಬಂಧಿತವಾಗಿದೆ:

ಉಳಿಕೆ ಅನಿಲಗಳು ಇನ್ನೂ ಚಲನಚಿತ್ರ ಸಂಯೋಜನೆಯ ಮೇಲೆ ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ ಪ್ರಭಾವ ಬೀರುತ್ತವೆ.

ಲೇಪನ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು ಬ್ಯಾಚ್‌ನಿಂದ ಬ್ಯಾಚ್‌ಗೆ ಗಮನಾರ್ಹ ವ್ಯತ್ಯಾಸವನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತವೆ.

ದೀರ್ಘಾವಧಿಯ ಉತ್ಪಾದನಾ ರನ್‌ಗಳು ಕ್ರಮೇಣ ಡ್ರಿಫ್ಟ್‌ಗೆ ಗುರಿಯಾಗುತ್ತವೆ.

ಈ ನಿರ್ವಾತ ಶ್ರೇಣಿಯು ಅಲಂಕಾರಿಕ ಲೇಪನಗಳು ಅಥವಾ ಕಡಿಮೆ ಬೇಡಿಕೆಯ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳಿಗೆ ಸ್ವೀಕಾರಾರ್ಹವಾಗಿರಬಹುದು, ಆದರೆ ಇದು ಹೆಚ್ಚಿನ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆ ಅಥವಾ ಹೆಚ್ಚಿನ ಸ್ಥಿರತೆಯ ಅವಶ್ಯಕತೆಗಳಿಗೆ ಸಾಕಾಗುವುದಿಲ್ಲ.

4. ಹೆಚ್ಚಿನ ನಿರ್ವಾತ ಶ್ರೇಣಿ: ನಿಜವಾದ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಸ್ಥಿರತೆಯನ್ನು ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸುವುದು

ಮೂಲ ಒತ್ತಡವು ಹೆಚ್ಚಿನ ನಿರ್ವಾತ ಶ್ರೇಣಿಯನ್ನು (ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ≤10⁻⁵ mbar) ತಲುಪಿದಾಗ, ಲೇಪನದ ಸ್ಥಿರತೆಯು ಮೂಲಭೂತವಾಗಿ ಸುಧಾರಿಸುತ್ತದೆ.

ಪ್ರಮುಖ ಅನುಕೂಲಗಳು ಸೇರಿವೆ:

ವಿಸ್ತೃತ ಸರಾಸರಿ ಮುಕ್ತ ಮಾರ್ಗ
ಲೇಪನ ಕಣಗಳು ಮೂಲದಿಂದ ತಲಾಧಾರಕ್ಕೆ ಬ್ಯಾಲಿಸ್ಟಿಕ್ ಆಗಿ ಚಲಿಸುತ್ತವೆ, ಖಚಿತಪಡಿಸುತ್ತವೆ:

ಊಹಿಸಬಹುದಾದ ಸಂಚಯನ ದರಗಳು

ಸುಧಾರಿತ ದಪ್ಪ ಏಕರೂಪತೆ

ಸ್ಥಿರ ಕೋನೀಯ ವಿತರಣೆ

ಫಿಲ್ಮ್ ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಕನಿಷ್ಠ ಮಾಲಿನ್ಯ
ಆಮ್ಲಜನಕ ಮತ್ತು ತೇವಾಂಶದ ಮಟ್ಟ ಕಡಿಮೆಯಾಗುವುದರಿಂದ ಈ ಕೆಳಗಿನವುಗಳು ಉಂಟಾಗುತ್ತವೆ:

ದಟ್ಟವಾದ, ಹೆಚ್ಚಿನ ಶುದ್ಧತೆಯ ಚಲನಚಿತ್ರಗಳು

ಬಲವಾದ ಅಂತರಮುಖ ಬಂಧ

ಸುಧಾರಿತ ಯಾಂತ್ರಿಕ ಮತ್ತು ಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆ

ಸ್ಥಿರ ಪ್ಲಾಸ್ಮಾ ನಡವಳಿಕೆ
PVD ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಲ್ಲಿ, ನಿಯಂತ್ರಿತ ಅನಿಲ ಪರಿಚಯವು ಶುದ್ಧ ನಿರ್ವಾತ ಹಿನ್ನೆಲೆಯಲ್ಲಿ ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ಅನುಮತಿಸುತ್ತದೆ:

ನಿಖರವಾದ ಪ್ಲಾಸ್ಮಾ ಸಾಂದ್ರತೆ ನಿಯಂತ್ರಣ

ಪುನರಾವರ್ತಿತ ವಿಸರ್ಜನೆ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳು

ವಿಶ್ವಾಸಾರ್ಹ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ ವಿಂಡೋಗಳು

ಈ ಮಟ್ಟದಲ್ಲಿ, ಲೇಪನದ ಸ್ಥಿರತೆಯು ಪ್ರಾಯೋಗಿಕವಾಗಿ ಬದಲಾಗಿ ನಿಯಂತ್ರಿಸಲ್ಪಡುತ್ತದೆ, ಇದು ದೀರ್ಘಕಾಲೀನ, ಪುನರಾವರ್ತನೀಯ ಉತ್ಪಾದನೆಯನ್ನು ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ.

5. ಅಲ್ಟ್ರಾ-ಹೈ ವ್ಯಾಕ್ಯೂಮ್ ಮತ್ತು ಸುಧಾರಿತ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳಲ್ಲಿ ಅದರ ಪಾತ್ರ

ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಮಲ್ಟಿಲೇಯರ್‌ಗಳು, ನಿಖರ ಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕ ಲೇಪನಗಳು ಮತ್ತು ಮುಂದುವರಿದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್‌ನಂತಹ ಕೆಲವು ಉನ್ನತ-ಮಟ್ಟದ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳಿಗೆ, ಅತಿ-ಹೆಚ್ಚಿನ ನಿರ್ವಾತ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳು ವ್ಯತ್ಯಾಸದ ಮೂಲಗಳನ್ನು ಮತ್ತಷ್ಟು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ.

ಪ್ರಮಾಣಿತ ಕೈಗಾರಿಕಾ ಉತ್ಪಾದನೆಗೆ ಯಾವಾಗಲೂ ಅಗತ್ಯವಿಲ್ಲದಿದ್ದರೂ, ಅತಿ-ಹೆಚ್ಚಿನ ನಿರ್ವಾತ:

ಮುಖಗಳ ನಡುವಿನ ಮಾಲಿನ್ಯವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ

ಫಿಲ್ಮ್ ಇಂಟರ್ಫೇಸ್ ತೀಕ್ಷ್ಣತೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ

ದೀರ್ಘಕಾಲೀನ ವಿಶ್ವಾಸಾರ್ಹತೆ ಮತ್ತು ಸ್ಥಿರತೆಯನ್ನು ಸುಧಾರಿಸುತ್ತದೆ

ಅತಿ-ಹೆಚ್ಚಿನ ನಿರ್ವಾತದ ಮೌಲ್ಯವು ವೇಗದಲ್ಲಿಲ್ಲ, ಬದಲಿಗೆ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ನಿಖರತೆ ಮತ್ತು ಊಹಿಸುವಿಕೆಯಲ್ಲಿದೆ.

6. ನಿರ್ವಾತ ಸ್ಥಿರತೆ vs. ಸಂಪೂರ್ಣ ನಿರ್ವಾತ ಮಟ್ಟ

ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಉತ್ಪಾದನೆಯಲ್ಲಿ, ನಿರ್ವಾತ ಸ್ಥಿರತೆಯು ಸಂಪೂರ್ಣ ನಿರ್ವಾತ ಮಟ್ಟದಷ್ಟೇ ನಿರ್ಣಾಯಕವಾಗಿದೆ.

ಹೆಚ್ಚಿನ ನಿರ್ವಾತವನ್ನು ತಲುಪುವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವಿರುವ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯು ಸಹ ಇದರಿಂದ ಬಳಲಬಹುದು:

ಪಂಪ್ ಮಾಡುವ ಅಸ್ಥಿರತೆ; ಚೇಂಬರ್ ವಸ್ತುಗಳಿಂದ ಅನಿಲ ಹೊರಹೋಗುವಿಕೆ; ಉಷ್ಣ ಪ್ರೇರಿತ ಒತ್ತಡದ ಏರಿಳಿತಗಳು;

ಈ ಅಂಶಗಳು ಈ ಕೆಳಗಿನವುಗಳಿಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತವೆ: ಪ್ಲಾಸ್ಮಾ ಡ್ರಿಫ್ಟ್; ಠೇವಣಿ ದರ ಏರಿಳಿತ; ಫಿಲ್ಮ್ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳ ಅಸಂಗತತೆ.

ಆದ್ದರಿಂದ, ಲೇಪನದ ಸ್ಥಿರತೆಯು ಉತ್ತಮವಾಗಿ ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಲಾದ ನಿರ್ವಾತ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿರುತ್ತದೆ, ಅವುಗಳೆಂದರೆ: ಸರಿಯಾದ ಪಂಪ್ ಸಂರಚನೆ; ಪರಿಣಾಮಕಾರಿ ಚೇಂಬರ್ ಕಂಡೀಷನಿಂಗ್; ನಿಯಂತ್ರಿತ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಅನುಕ್ರಮ.

7. ತೀರ್ಮಾನ: ನಿರ್ವಾತ ಮಟ್ಟವು ಲೇಪನ ಸ್ಥಿರತೆಯ ಮೇಲಿನ ಮಿತಿಯನ್ನು ವ್ಯಾಖ್ಯಾನಿಸುತ್ತದೆ.

ನಿರ್ವಾತ ಲೇಪನದಲ್ಲಿ, ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಸ್ಥಿರತೆಯು ಅಂತಿಮವಾಗಿ ನಿರ್ವಾತ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಿಂದ ನಿರ್ಬಂಧಿಸಲ್ಪಡುತ್ತದೆ.

ಹೆಚ್ಚಿನ ನಿರ್ವಾತ ಮಟ್ಟಗಳು: ನಿಯಂತ್ರಿಸಲಾಗದ ಅಸ್ಥಿರಗಳನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಿ; ಸ್ಥಿರ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ವಿಂಡೋಗಳನ್ನು ವಿಸ್ತರಿಸಿ; ಪುನರುತ್ಪಾದಿಸಬಹುದಾದ, ಉತ್ತಮ-ಗುಣಮಟ್ಟದ ಲೇಪನಗಳನ್ನು ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸಿ.

ಹೆಚ್ಚಿನ ಇಳುವರಿ, ದೀರ್ಘಕಾಲೀನ ಸ್ಥಿರತೆ ಮತ್ತು ಸ್ಕೇಲೆಬಲ್ ಉತ್ಪಾದನೆಯನ್ನು ಗುರಿಯಾಗಿಟ್ಟುಕೊಂಡು ತಯಾರಕರಿಗೆ, ನಿರ್ವಾತ ಮಟ್ಟವನ್ನು ಕೇವಲ ಸಿಸ್ಟಮ್ ವಿವರಣೆಯಾಗಿ ಪರಿಗಣಿಸದೆ, ಕೋರ್ ಎಂಜಿನಿಯರಿಂಗ್ ನಿಯತಾಂಕವಾಗಿ ಪರಿಗಣಿಸಬೇಕು.

ಸ್ಥಿರವಾದ ನಿರ್ವಾತ ಪರಿಸರವು ಒಂದು ಆಯ್ಕೆಯಾಗಿಲ್ಲ - ಇದು ವಿಶ್ವಾಸಾರ್ಹ ನಿರ್ವಾತ ಲೇಪನ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದ ಅಡಿಪಾಯವಾಗಿದೆ.

–ಈ ಲೇಖನವನ್ನು ಪ್ರಕಟಿಸಿದವರುನಿರ್ವಾತ ಲೇಪನ ಉಪಕರಣಗಳುತಯಾರಕ ಝೆನ್ಹುವಾ ವ್ಯಾಕ್ಯೂಮ್