Зүсэх хэрэгслийн бүрээс нь зүсэх хэрэгслийн үрэлт болон элэгдлийн шинж чанарыг сайжруулдаг тул зүсэх үйл ажиллагаанд зайлшгүй шаардлагатай байдаг. Олон жилийн турш гадаргуугийн боловсруулалтын технологийн үйлчилгээ үзүүлэгчид зүсэх хэрэгслийн элэгдэлд тэсвэртэй байдал, боловсруулалтын үр ашиг, ашиглалтын хугацааг сайжруулахын тулд захиалгат бүрэх шийдлүүдийг боловсруулж ирсэн. Өвөрмөц бэрхшээл нь дараах дөрвөн элементийг анхаарч, оновчтой болгосноос үүдэлтэй юм: (i) зүсэх хэрэгслийн гадаргууг бүрэхээс өмнө болон дараа боловсруулах; (ii) бүрэх материал; (iii) бүрэх бүтэц; болон (iv) бүрсэн зүсэх хэрэгслийн нэгдсэн боловсруулалтын технологи.
Зүсэх багажны элэгдлийн эх үүсвэрүүд
Зүсэх явцад зүсэх багаж болон ажлын материалын хоорондох холбоо барих бүсэд зарим элэгдлийн механизм үүсдэг. Жишээлбэл, чип болон зүсэх гадаргуугийн хоорондох наалдсан элэгдэл, ажлын материалын хатуу цэгүүдийн багажны зүлгүүрийн элэгдэл, үрэлтийн химийн урвалаас үүдэлтэй элэгдэл (механик үйлчлэл ба өндөр температураас үүдэлтэй материалын химийн урвал). Эдгээр үрэлтийн стресс нь зүсэх багажны зүсэх хүчийг бууруулж, багажны ашиглалтын хугацааг богиносгодог тул тэдгээр нь голчлон зүсэх багажны боловсруулалтын үр ашигт нөлөөлдөг.
Гадаргуугийн бүрхүүл нь үрэлтийн нөлөөг бууруулдаг бол зүсэх багажны суурь материал нь бүрхүүлийг дэмжиж, механик стрессийг шингээдэг. Үрэлтийн системийн сайжруулсан гүйцэтгэл нь бүтээмжийг нэмэгдүүлэхээс гадна материалыг хэмнэж, эрчим хүчний хэрэглээг бууруулдаг.
Боловсруулалтын зардлыг бууруулахад бүрэх материалын үүрэг
Зүсэх хэрэгслийн ашиглалтын хугацаа нь үйлдвэрлэлийн мөчлөгийн чухал өртгийн хүчин зүйл юм. Бусад зүйлсийн дотор зүсэх хэрэгслийн ашиглалтын хугацааг засвар үйлчилгээ хийхээс өмнө машиныг тасалдалгүйгээр боловсруулж болох хугацаа гэж тодорхойлж болно. Зүсэх хэрэгслийн ашиглалтын хугацаа урт байх тусам үйлдвэрлэлийн тасалдалаас үүдэлтэй зардал бага, машины хийх засвар үйлчилгээний ажил бага байна.
Маш өндөр зүсэлтийн температурт ч гэсэн зүсэх багажны ашиглалтын хугацааг бүрэх замаар уртасгаж, ингэснээр боловсруулалтын зардлыг мэдэгдэхүйц бууруулж болно. Үүнээс гадна, зүсэх багажны бүрэх нь тослох шингэний хэрэгцээг бууруулж чадна. Энэ нь зөвхөн материалын зардлыг бууруулаад зогсохгүй хүрээлэн буй орчныг хамгаалахад тусалдаг.
Бүрэхээс өмнөх болон дараах боловсруулалтын бүтээмжид үзүүлэх нөлөө
Орчин үеийн зүсэх ажиллагаанд зүсэх багаж нь өндөр даралт (>2 ГПа), өндөр температур болон дулааны стрессийн тогтмол мөчлөгийг тэсвэрлэх шаардлагатай байдаг. Зүсэх багажийг бүрэхээс өмнө болон дараа нь зохих аргаар боловсруулсан байх ёстой.
Зүсэх багажны бүрээсийг түрхэхээс өмнө бүрээсний наалдацыг мэдэгдэхүйц сайжруулахын зэрэгцээ дараагийн бүрэх процесст бэлтгэхийн тулд янз бүрийн урьдчилсан боловсруулалтын аргыг ашиглаж болно. Бүрээстэй хамт ажилласнаар багажны зүсэх ирмэгийг бэлтгэх нь зүсэх хурд болон тэжээлийн хурдыг нэмэгдүүлж, зүсэх багажны ашиглалтын хугацааг уртасгаж чадна.
Бүрхүүлийн дараах боловсруулалт (ирмэг бэлтгэх, гадаргуугийн боловсруулалт болон бүтцийг бий болгох) нь зүсэх багажийг оновчтой болгоход, ялангуяа чипс үүсэх (ажлын хэсгийн материалыг багажны зүсэх ирмэгтэй наалдуулах) замаар эрт элэгдэлд орохоос урьдчилан сэргийлэхэд шийдвэрлэх үүрэг гүйцэтгэдэг.
Бүрхүүлийг авч үзэх зүйлс ба сонголт
Бүрхүүлийн гүйцэтгэлд тавигдах шаардлага маш өөр байж болно. Зүсэлтийн ирмэгийн температур өндөр байдаг боловсруулалтын нөхцөлд бүрээсийн халуунд тэсвэртэй элэгдэлд тэсвэртэй шинж чанар нь маш чухал болдог. Орчин үеийн бүрээс нь дараах шинж чанаруудтай байх ёстой гэж үзэж байна: маш сайн өндөр температурын гүйцэтгэл, исэлдэлтэд тэсвэртэй байдал, өндөр хатуулаг (өндөр температурт ч гэсэн), нано бүтэцтэй давхаргын дизайны тусламжтайгаар микроскопийн бат бөх чанар (хуванцар чанар).
Үр ашигтай зүсэх багаж хэрэгслийн хувьд бүрхүүлийн оновчтой наалдац болон үлдэгдэл стрессийн зохистой тархалт нь хоёр шийдвэрлэх хүчин зүйл юм. Нэгдүгээрт, суурь материал болон бүрхүүл материалын харилцан үйлчлэлийг анхаарч үзэх шаардлагатай. Хоёрдугаарт, бүрхүүл материал болон боловсруулах материалын хооронд аль болох бага хамаарал байх ёстой. Тохирох багажны геометрийг ашиглан бүрхүүлийг өнгөлснөөр бүрхүүл болон ажлын хэсгийн хоорондох наалдацын магадлалыг мэдэгдэхүйц бууруулж болно.
Хөнгөн цагаан суурьтай бүрхүүл (жишээ нь AlTiN) нь зүсэх үйлдвэрлэлд зүсэх хэрэгслийн бүрхүүл болгон түгээмэл хэрэглэгддэг. Өндөр зүсэх температурын нөлөөгөөр эдгээр хөнгөн цагаан суурьтай бүрхүүлүүд нь хөнгөн цагааны ислийн нимгэн, нягт давхарга үүсгэж, боловсруулалтын явцад өөрийгөө тасралтгүй шинэчилж, бүрхүүл болон түүний доорх суурь материалыг исэлдэлтийн халдлагаас хамгаалдаг.
Бүрхүүлийн хатуулаг болон исэлдэлтийн эсэргүүцлийн үзүүлэлтийг хөнгөн цагааны агууламж болон бүрэх бүтцийг өөрчлөх замаар тохируулж болно. Жишээлбэл, хөнгөн цагааны агууламжийг нэмэгдүүлэх, нано бүтэц эсвэл микро хайлш (өөрөөр хэлбэл бага агууламжтай элементтэй хайлш) ашиглах замаар бүрэхийн исэлдэлтийн эсэргүүцлийг сайжруулж болно.
Бүрхүүл материалын химийн найрлагаас гадна бүрхүүл бүтцийн өөрчлөлт нь бүрхүүлгийн гүйцэтгэлд мэдэгдэхүйц нөлөөлж болно. Зүсэх багажны өөр өөр гүйцэтгэл нь бүрхүүлгийн бичил бүтцийн янз бүрийн элементүүдийн тархалтаас хамаарна.
Өнөө үед хүссэн гүйцэтгэлийг авахын тулд өөр өөр химийн найрлагатай хэд хэдэн дан бүрхүүлийн давхаргыг нийлмэл бүрхүүлийн давхарга болгон нэгтгэж болно. Энэ чиг хандлага ирээдүйд, ялангуяа гурван өндөр ионжуулсан бүрхүүлийн процессыг нэг болгон нэгтгэдэг HI3 (Өндөр ионжуулалтын гурвалсан) нуман ууршилт болон цацалтын эрлийз бүрхүүлийн технологи гэх мэт шинэ бүрхүүлийн систем болон бүрхүүлийн процессоор дамжин хөгжих болно.
Бүх талын бүрхүүлийн хувьд титан-цахиурын суурьтай (TiSi) бүрхүүлүүд нь маш сайн боловсруулалтын чадварыг санал болгодог. Эдгээр бүрхүүлүүдийг өөр өөр карбидын агууламжтай (HRC 65 хүртэлх гол хатуулаг) болон дунд зэргийн хатуулагтай (HRC 40 гол хатуулаг) гангуудыг боловсруулахад ашиглаж болно. Бүрхүүлийн бүтцийн загварыг янз бүрийн боловсруулалтын хэрэглээнд тохируулан өөрчилж болно. Үүний үр дүнд титан силикон суурьтай бүрсэн зүсэх хэрэгслийг өндөр хайлштай, бага хайлштай гангаас эхлээд хатуурсан ган болон титан хайлш хүртэлх олон төрлийн ажлын материалын материалыг огтлох, боловсруулахад ашиглаж болно. Хавтгай ажлын хэсгүүд дээр хийсэн өндөр өнгөлгөөтэй зүсэх туршилтууд (HRC 44 хатуулаг) нь бүрсэн зүсэх хэрэгсэл нь түүний ашиглалтын хугацааг бараг хоёр дахин нэмэгдүүлж, гадаргуугийн барзгар байдлыг 10 орчим дахин бууруулдаг болохыг харуулсан.
Титан-цахиур дээр суурилсан бүрхүүл нь дараагийн гадаргуугийн өнгөлгөөг багасгадаг. Ийм бүрхүүлийг өндөр зүсэх хурд, өндөр ирмэгийн температур, өндөр металл зайлуулах хурдтай боловсруулалтад ашиглана гэж найдаж байна.
Бусад зарим PVD бүрхүүлийн хувьд (ялангуяа бичил хайлштай бүрхүүл) бүрхүүлийн компаниуд янз бүрийн оновчтой гадаргуугийн боловсруулалтын шийдлүүдийг судалж, боловсруулахын тулд процессоруудтай нягт хамтран ажиллаж байна. Тиймээс боловсруулалтын үр ашиг, зүсэх багажны хэрэглээ, боловсруулалтын чанар, материал, бүрэх болон боловсруулалтын хоорондын харилцан үйлчлэлийг мэдэгдэхүйц сайжруулах боломжтой бөгөөд практикт хэрэглэгдэх боломжтой. Мэргэжлийн бүрхүүлийн түнштэй хамтран ажилласнаар хэрэглэгчид ашиглалтын мөчлөгийнхөө туршид багаж хэрэгслийнхээ ашиглалтын үр ашгийг нэмэгдүүлэх боломжтой.
Нийтэлсэн цаг: 2022 оны 11-р сарын 7