ويڪيوم ڪوٽنگ لاءِ ماحول جي ڪنٽرول ۾ عملي تجربو

ويڪيوم ڪوٽنگ ۾، فضا جو ڪنٽرول فلم جي معيار ۽ عمل جي استحڪام کي متاثر ڪندڙ سڀ کان بنيادي عنصرن مان هڪ آهي. جيتوڻيڪ ڪوٽنگ چيمبر ويڪيوم هيٺ ڪم ڪري ٿو، جمع ڪرڻ وارو ماحول مڪمل طور تي "گيس کان پاڪ" جڳهه ناهي. باقي گيسون، پروسيس گيسون، رد عمل واريون گيسون، گئس جو وهڪرو، ڪم ڪندڙ دٻاءُ، ۽ پمپنگ حالتون مسلسل پلازما ۽ جمع ڪرڻ جي نسلن سان لهه وچڙ ۾ اچن ٿيون.

اصل پيداوار ۾، ڪيتريون ئي ڪوٽنگ خرابيون جيڪي ٽارگيٽ، ڪيٿوڊ، سبسٽريٽ، يا پاور سپلائي سان لاڳاپيل نظر اچن ٿيون، آخرڪار غير مستحڪم ماحول جي ڪنٽرول ڏانهن واپس ڳولي سگهجن ٿيون. غير مستحڪم فلم رنگ، خراب آسنجن، غير معمولي فلم مزاحمت، گهڻي آرسنگ، غير مساوي فلم ٿلهي، پن هولز، ۽ بيچ کان بيچ تبديلي جهڙا مسئلا اڪثر ڪري عمل جي ماحول ۾ تبديلين سان ويجهي سان لاڳاپيل هوندا آهن.

تنهن ڪري، صنعتي پي وي ڊي سسٽم لاءِ، فضا جي ڪنٽرول کي صرف گئس فلو ميٽر کي ترتيب ڏيڻ جي طور تي نه سمجهيو وڃي. اهو هڪ مربوط عمل آهي جنهن ۾ بنيادي دٻاءُ، باقي گئس جي جوڙجڪ، پروسيس گيس جي وهڪري، ڪم ڪندڙ دٻاءُ، گئس جو جزوي دٻاءُ، پمپنگ ڪنڊڪٽنس، پلازما حالتون، ۽ رد عمل واري گئس جي موٽ شامل آهي.

1. پهريون قدم گئس انجيڪشن نه آهي، پر بنيادي ويڪيوم کي ڪنٽرول ڪرڻ آهي.

پيداوار ۾ هڪ عام غلطي پروسيس-گيس پيرا ميٽرز تي ڌيان ڏيڻ آهي جڏهن ته ويڪيوم چيمبر جي حالت کي نظرانداز ڪيو ويندو آهي.

پروسيس گيسن کي متعارف ڪرائڻ کان اڳ، ڪوٽنگ چيمبر کي مناسب بنيادي دٻاءُ تائين پهچڻ گهرجي. ڪافي گهٽ بنيادي دٻاءُ بقايا آڪسيجن، پاڻي جي بخارات، هائيڊرو ڪاربن ۽ ٻين آلودگين کي گهٽائڻ ۾ مدد ڪري ٿو. اهي بقايا گئسون جمع ٿيڻ جي عمل ۾ حصو وٺي سگهن ٿيون ۽ وڌندڙ فلم ۾ شامل ٿي سگهن ٿيون، فلم جي جوڙجڪ، مائڪرو اسٽرڪچر، چپکڻ، ۽ آپٽيڪل يا برقي ملڪيتن کي متاثر ڪن ٿيون.

هي خاص طور تي رد عمل واري PVD عملن لاءِ اهم آهي. مثال طور، جڏهن نائٽرائڊ يا آڪسائيڊ جمع ڪيا وڃن ٿا، ته ارادو ڪيل رد عمل واري گئس کي چيمبر ۾ باقي بي قابو آڪسيجن يا پاڻي جي بخارات کان الڳ ڪيو وڃي. ٻي صورت ۾، حقيقي رد عمل وارو ماحول عمل جي ترڪيب کان خاص طور تي انحراف ڪري سگهي ٿو جيتوڻيڪ ماس فلو ڪنٽرولر عام طور تي ڪم ڪري رهيو آهي.

عملي پيداوار ۾، جيڪڏهن ساڳيو نسخو اوچتو مختلف ڪوٽنگ نتيجا پيدا ڪري ٿو، ته پهريون سوال هميشه اهو نه هجڻ گهرجي ته ڇا ٽارگيٽ پاور تبديل ٿي وئي آهي. اهو پڻ جانچڻ ضروري آهي ته ڇا بنيادي دٻاءُ، پمپ ڊائون وقت، چيمبر جي صفائي، ۽ باقي گئس جون حالتون تبديل ٿيون آهن.

2. پمپ-ڊائون رويي هڪ اهم عمل جو اشارو آهي

هڪ صحتمند ويڪيوم سسٽم ۾ نسبتاً مستحڪم ۽ ورجائيندڙ پمپ-ڊائون خاصيتون هجڻ گهرجن.

جيڪڏهن چيمبر کي گهربل بنيادي دٻاءُ تائين پهچڻ ۾ معمول کان گهڻو وقت لڳندو آهي، ته اهو وڌندڙ آئوٽ گيسنگ، آلودگي، ويڪيوم ليڪ، پمپ جي ڪارڪردگي ۾ گهٽتائي، يا چيمبر اندر گهڻي نمي جي نشاندهي ڪري سگهي ٿو.

آئوٽ گيسنگ جي عام ذريعن ۾ سبسٽريٽ مواد، فڪسچر، پوليمر باقيات، ويڪيوم گريس، آلوده چيمبر سطحون، ۽ جذب ٿيل نمي شامل آهن. ڪجهه مواد چيمبر جي قابل قبول دٻاءُ تائين پهچڻ کان پوءِ به گيس ڇڏڻ جاري رکي سگهن ٿا، جنهن جي نتيجي ۾ جمع ٿيڻ دوران غير مستحڪم عمل جون حالتون پيدا ٿين ٿيون.

تنهن ڪري، پمپ-ڊائون وقت، آخري دٻاءُ، دٻاءُ وڌڻ جي شرح، ۽ عمل جي استحڪام جي وچ ۾ تعلق ويڪيوم سسٽم جي حالت بابت قيمتي معلومات فراهم ڪري سگهي ٿو.

پيداوار جي سامان لاءِ، پمپنگ سسٽم کان الڳ ٿيڻ کان پوءِ دٻاءُ وڌڻ واري رويي جي نگراني ڪرڻ سان حقيقي ليڪ ۽ عام آئوٽ گيسنگ جي وچ ۾ فرق ڪرڻ ۾ پڻ مدد ملندي آهي. هي خاص طور تي مسئلو حل ڪرڻ دوران مفيد آهي.

3. ڪم ڪندڙ دٻاءُ ٽرانسپورٽ جي ماحول کي طئي ڪري ٿو

مناسب بيس ويڪيوم حاصل ڪرڻ کان پوءِ، پروسيس گيس متعارف ڪرائي ويندي آهي ۽ چيمبر ڪم ڪندڙ دٻاءُ واري نظام ۾ داخل ٿيندو آهي.

ڪم ڪندڙ دٻاءُ سڌو سنئون ڦاٽل ايٽم، آئن ۽ اليڪٽران جي سراسري آزاد رستي تي اثر انداز ٿئي ٿو. تنهن ڪري اهو پلازما جي خاصيتن، جمع ڪرڻ جي شرح، آئنائيزيشن، ذرڙن جي ڇِپائي، ۽ جمع ڪرڻ واري وهڪري جي ڪوئلي ورڇ کي متاثر ڪري ٿو.

نسبتاً گهٽ دٻاءُ تي، ڦاٽل جنسون گهٽ ٽڪراءَ سان چيمبر مان سفر ڪري سگهن ٿيون، جنهن جي نتيجي ۾ وڌيڪ هدايتي جمع وهڪري پيدا ٿئي ٿي. اهو ڪجهه خاص ايپليڪيشنن لاءِ فائديمند ٿي سگهي ٿو پر پيچيده ٽن طرفي حصن تي پاڇو اثر وڌائي سگھي ٿو.

جيئن دٻاءُ وڌندو آهي، جمع ٿيندڙ نسلن ۽ گئس جي ماليڪيولن جي وچ ۾ ٽڪراءُ وڌيڪ بار بار ٿيندو آهي. جمع ٿيندڙ وهڪرو وڌيڪ ٽڙيل پکڙيل ٿي ويندو آهي، جيڪو بند ٿيل سطحن تي ڪوريج کي بهتر بڻائي سگهي ٿو پر جمع ٿيندڙ ڪارڪردگي کي به گهٽائي سگهي ٿو ۽ فلم جي مورفولوجي کي تبديل ڪري سگهي ٿو.

نتيجي طور، ڪم ڪندڙ دٻاءُ کي صرف هڪ قدر جي طور تي نه سمجهيو وڃي جنهن کي "صحيح طور تي مقرر ڪرڻ" جي ضرورت آهي. اهو هڪ عمل متغير آهي جيڪو سڌو سنئون جمع ٿيندڙ نسلن جي ٽرانسپورٽ حرڪيات کي متاثر ڪري ٿو.

4. گئس جو وهڪرو ۽ دٻاءُ هڪجهڙا نه آهن

عملي پي وي ڊي آپريشن ۾، گئس جي وهڪري کي عام طور تي ماس فلو ڪنٽرولر (ايم ايف سي) استعمال ڪندي ڪنٽرول ڪيو ويندو آهي، جڏهن ته چيمبر پريشر گئس ان پٽ ۽ پمپنگ گنجائش جي وچ ۾ توازن سان طئي ڪيو ويندو آهي.

هي فرق انتهائي اهم آهي.

ساڳئي گئس جي وهڪري جي شرح ضروري ناهي ته مختلف ويڪيوم سسٽم جي حالتن ۾ ساڳيو ڪم ڪندڙ دٻاءُ پيدا ڪري. جيڪڏهن پمپنگ جي رفتار، ٿروٽل-والو پوزيشن، چيمبر ڪنڊڪٽنس، يا اندروني گئس جي وهڪري جو رستو تبديل ٿئي ٿو، ته نتيجي ۾ دٻاءُ پڻ تبديل ٿي سگهي ٿو.

مثال طور، جيڪڏهن ڪو ٿروٽل والو يا پمپنگ سسٽم غير معمولي طور تي ڪم ڪري رهيو آهي، ته آپريٽر دٻاءُ جي انحراف جي تلافي لاءِ گئس جي وهڪري کي وڌائي سگھي ٿو. جيتوڻيڪ دٻاءُ عارضي طور تي ٽارگيٽ ويليو ڏانهن واپس اچي سگهي ٿو، اصل گئس جي وهڪري ۽ پلازما جون حالتون اڳ ۾ ئي تبديل ٿي چڪيون آهن.

تنهن ڪري، تجربيڪار پروسيس انجنيئر عام طور تي گئس جي وهڪري ۽ چيمبر پريشر کي گڏجي مانيٽر ڪندا آهن، بجاءِ ان جي ته ڪنهن به پيرا ميٽر کي آزاديءَ سان واحد پروسيس ريفرنس طور استعمال ڪيو وڃي.

5. رد عمل واري گئس ڪنٽرول وڌيڪ حساس آهي

رد عمل واري PVD عملن جهڙوڪ TiN، CrN، TiAlN، Al₂O₃، SiO₂، ۽ ٻين مرڪب ڪوٽنگن لاءِ، ماحول جو ڪنٽرول تمام گهڻو پيچيده ٿي ويندو آهي.

رد عمل واري گئس فلم جي ٺهڻ ۾ سڌو سنئون حصو وٺندي آهي. نائٽروجن، آڪسيجن، ايسٽيلين، ميٿين، يا ٻيون رد عمل واريون گئسون بخارات يا ڦاٽل نسلن سان رد عمل ڪري آخري فلم جي جوڙجڪ جو تعين ڪري سگهن ٿيون.

تنهن ڪري، رد عمل واري گئس جي جزوي دٻاءُ ۾ هڪ ننڍڙي تبديلي فلم جي خاصيتن ۾ هڪ اهم تبديلي پيدا ڪري سگهي ٿي.

مثال طور، ناڪافي نائٽروجن وهڪري جي نتيجي ۾ نامڪمل نائٽرائيڊيشن ٿي سگهي ٿي، جڏهن ته گهڻي نائٽروجن جمع ٿيڻ جي شرح، پلازما خاصيتن، ٽارگيٽ رويي، ۽ فلم جي جوڙجڪ تي اثر انداز ٿي سگهي ٿي. رد عمل واري ميگنيٽرون اسپٽرنگ ۾، گهڻي رد عمل واري گئس جو تعارف پڻ ٽارگيٽ زهر جو سبب بڻجي سگهي ٿو، جنهن ۾ هڪ مرڪب پرت ٽارگيٽ جي مٿاڇري تي ٺهي ٿي ۽ اسپٽرنگ خاصيتن کي تبديل ڪري ٿي.

اهو ئي سبب آهي جو رد عمل واري اسپٽرنگ کي اڪثر روايتي ڌاتو جي جمع جي ڀيٽ ۾ وڌيڪ نفيس عمل ڪنٽرول جي ضرورت هوندي آهي.

6. ٽارگيٽ پوائزننگ هڪ عام ماحول تي ضابطو آڻڻ وارو مسئلو آهي.

رد عمل واري ميگنيٽرون اسپٽرنگ ۾، ٽارگيٽ پوائزننگ فضا جي ڪنٽرول سان لاڳاپيل سڀ کان عام مسئلن مان هڪ آهي.

جڏهن رد عمل واري گئس جو جزوي دٻاءُ هڪ خاص حد کان وڌي ويندو آهي، ته نشانو مٿاڇري هڪ مرڪب پرت سان ڍڪيل ٿي سگهي ٿي. پوءِ نشانو ڌاتو جي ڦڦڙن جي حالت کان زهر واري حالت ڏانهن منتقل ٿئي ٿو.

هي منتقلي اسپٽرنگ ريٽ، ڊسچارج وولٽيج، ڊسچارج ڪرنٽ، سيڪنڊري اليڪٽران جي اخراج، جمع ڪرڻ جي شرح، ۽ فلم جي جوڙجڪ ۾ تبديليون آڻي سگهي ٿي.

مسئلو وڌيڪ چئلينجنگ ٿي ويندو آهي ڇاڪاڻ ته رد عمل واري گئس جي وهڪري ۽ ٽارگيٽ حالت جي وچ ۾ تعلق اڪثر غير لڪير هوندو آهي. گئس جي وهڪري ۾ هڪ ننڍڙي تبديلي عمل جي حالت ۾ غير متناسب طور تي وڏي تبديلي پيدا ڪري سگهي ٿي.

وڏي مقدار جي پيداوار لاءِ، صرف هڪ مقرر رد عمل واري گئس جي وهڪري تي ڀروسو ڪرڻ ڪافي نه ٿي سگهي ٿو. وڌيڪ ترقي يافته سسٽم آپٽيڪل اخراج، ڊسچارج خاصيتن، جزوي دٻاءُ جي ماپ، يا ٻين عمل سگنلن جي بنياد تي بند لوپ ڪنٽرول استعمال ڪري سگهن ٿا ته جيئن رد عمل واري جمع ونڊو کي مستحڪم ڪري سگهجي.

7. چيمبر جي صفائي سڌي طرح ماحول جي استحڪام کي متاثر ڪري ٿي.

ماحول جو ڪنٽرول صرف گئس سپلاءِ سسٽم تي منحصر ناهي. ڪوٽنگ چيمبر جي اندروني حالت به ساڳي اهم آهي.

بار بار پيداوار جي چڪر دوران، ڪوٽنگ مواد بتدريج چيمبر جي ڀتين، شيلڊز، سبسٽريٽ فڪسچرز، ۽ ٻين اندروني حصن تي جمع ٿئي ٿو. اهي ذخيرا ذرات جي آلودگي يا آئوٽ گيسنگ جا ذريعا بڻجي سگهن ٿا. ڪجهه ذخيرا پروسيس گيسن سان پڻ رد عمل ڪري سگهن ٿا يا بعد ۾ گرمي ۽ پلازما آپريشن دوران اڳ ۾ جذب ​​ٿيل گيسن کي آزاد ڪري سگهن ٿا.

هي بتدريج اصل چيمبر جي ماحول کي تبديل ڪري سگهي ٿو جيتوڻيڪ پروسيس جي ترڪيب ۾ ڪا تبديلي نه رهي.

انهيءَ ڪري، باقاعدي چيمبر جي صفائي، شيلڊ جي تبديلي، فڪسچر جي سار سنڀال، ۽ ويڪيوم-سيل جي چڪاس فضا جي انتظام جا ضروري حصا آهن.

هڪ مستحڪم پي وي ڊي عمل صرف هڪ مستحڪم ترڪيب جو نتيجو ناهي. اهو چيمبر اندر هڪ نسبتا مستحڪم جسماني ماحول کي برقرار رکڻ تي منحصر آهي.

8. گئس جي ورڇ گئس جي مقدار جيتري اهميت رکي ٿي

ٻيو عملي مسئلو اهو آهي ته چيمبر ۾ داخل ٿيندڙ گئس جي ڪل مقدار هڪجهڙائي واري عمل جي ماحول جي ضمانت نٿي ڏئي.

گيس انليٽ، شاور هيڊ، بيفل، پمپنگ پورٽ، ٿروٽل والو، ۽ سبسٽريٽ هولڊر جي ڊيزائن ۽ پوزيشن اهو طئي ڪري ٿي ته چيمبر اندر گيس ڪيئن ورهائجي ٿي.

خراب گئس ورڇ رد عمل واري گئس ڪنسنٽريشن يا پلازما کثافت ۾ مقامي تبديليون پيدا ڪري سگهي ٿي. نتيجو سبسٽريٽ تي مختلف پوزيشن تي مختلف فلم جي جوڙجڪ يا ٿلهي ٿي سگهي ٿو.

هي خاص طور تي وڏي علائقي جي ڪوٽنگ سسٽم ۽ پيداوار جي سامان لاءِ اهم آهي جن ۾ گهڻي لوڊشيڊنگ جي گنجائش آهي.

تنهن ڪري، جڏهن ويڪيوم ڪوٽنگ مشين کي بهتر بڻايو وڃي، ته گئس جي وهڪري جي ڊيزائن کي پلازما-ذريعو ترتيب، سبسٽريٽ گردش، پمپنگ جاميٽري، ۽ چيمبر جي جوڙجڪ سان گڏ سمجهيو وڃي.

9. جڏهن ڪوٽنگ اوچتو تبديل ٿئي ٿي، ته پهريان ماحول کي چيڪ ڪريو.

اصل پيداوار ۾، ڪوٽنگ جا مسئلا اڪثر رنگ، سختي، چپکڻ، فلم جي ٿلهي، يا بجلي جي ڪارڪردگي ۾ اوچتو تبديلين جي طور تي ظاهر ٿيندا آهن.

جڏهن اهو ٿئي ٿو، ته اهو فوري طور تي جمع ڪرڻ جي طاقت، سبسٽريٽ تعصب، يا جمع ڪرڻ جي وقت کي ترتيب ڏيڻ لاءِ پرڪشش آهي. بهرحال، ماحول سان لاڳاپيل متغيرن کي پهريان جانچڻ گهرجي.

هڪ عملي مسئلو حل ڪرڻ جو سلسلو موجوده پيداوار جي ڊيٽا کي عام عمل جي حالت سان ڀيٽڻ آهي: بنيادي دٻاءُ، پمپ-ڊائون وقت، ڪم ​​ڪندڙ دٻاءُ، پروسيس-گيس وهڪري، رد عمل-گيس وهڪري، ٿروٽل-والو پوزيشن، ڊسچارج وولٽيج/ڪرنٽ، سبسٽريٽ گرمي پد، ۽ جمع ڪرڻ جي شرح.

جيڪڏهن انهن مان ڪو هڪ پيرا ميٽر تبديل ٿي ويو آهي، ته اهو صرف ڪوٽنگ جي ترڪيب کي تبديل ڪرڻ کان وڌيڪ سڌي وضاحت فراهم ڪري سگهي ٿو.

خاص طور تي، جيڪڏهن گئس جي وهڪري جي سيٽنگ تبديل نه ٿي آهي پر چيمبر جو دٻاءُ تبديل ٿي ويو آهي، ته مسئلو ڪوٽنگ مواد جي بدران پمپنگ سسٽم، پريشر ڪنٽرول والو، گيس سپلاءِ، چيمبر ڪنڊڪٽنس، يا ليڪيج جي حالت ۾ ٿي سگهي ٿو.

10. ماحول جو ڪنٽرول آخرڪار هڪ سسٽم-ڪنٽرول مسئلو آهي

صنعتي ويڪيوم ڪوٽنگ مان گڏ ڪيل عملي تجربو ڏيکاري ٿو ته ماحول جي ڪنٽرول کي مجموعي ويڪيوم سسٽم کان الڳ نٿو ڪري سگهجي.

ويڪيوم پمپ چيمبر جي پمپنگ جي صلاحيت کي طئي ڪن ٿا. گئس پهچائڻ وارو نظام گئس ان پٽ کي طئي ڪري ٿو. ٿروٽل والو گئس جي وهڪري ۽ چيمبر جي دٻاءُ جي وچ ۾ تعلق کي منظم ڪري ٿو. پلازما ذريعو اهو طئي ڪري ٿو ته گئس ڪيئن آئنائيز ٿئي ٿي ۽ جمع ٿيندڙ نسلن سان رابطو ڪري ٿي. سبسٽريٽ سسٽم اهو طئي ڪري ٿو ته ورڪ پيس پلازما سان ڪيئن رابطو ڪري ٿو.

اهي نظام هڪ ئي وقت ڪم ڪن ٿا، ۽ هڪ پيرا ميٽر ۾ تبديلي ڪيترن ئي ٻين کي متاثر ڪري سگهي ٿي.

تنهن ڪري، هڪ پختو PVD عمل کي هڪ واحد مقرر پيرا ميٽر تي ڀروسو ڪرڻ بدران هڪ مستحڪم پروسيس ونڊو قائم ڪرڻ گهرجي. مقصد اهو يقيني بڻائڻ آهي ته ويڪيوم پريشر، گئس جو وهڪرو، پلازما خاصيتون، سبسٽريٽ حالتون، ۽ جمع پيرا ميٽر پيداوار دوران هڪ ڪنٽرول ٿيل حد اندر رهن.

ٿڪل

ماحول جو ڪنٽرول مستحڪم ويڪيوم ڪوٽنگ جي بنيادي عنصرن مان هڪ آهي. بنيادي دٻاءُ ۽ باقي گئس جي انتظام کان وٺي ڪم ڪندڙ دٻاءُ، گئس جي وهڪري، رد عمل واري گئس جي جزوي دٻاءُ، ٽارگيٽ پوائزننگ، ۽ چيمبر جي صفائي تائين، هر عنصر آخري ڪوٽنگ کي متاثر ڪري سگهي ٿو.

روايتي PVD جمع ڪرڻ لاءِ، مستحڪم ماحول جون حالتون ورجائيندڙ فلم جي واڌ لاءِ بنياد فراهم ڪن ٿيون. رد عمل واري اسپٽرنگ ۽ ٻين پلازما جي مدد سان ٿيندڙ عملن لاءِ، صحيح ماحول جو ڪنٽرول اڃا به وڌيڪ اهم ٿي ويندو آهي ڇاڪاڻ ته گئس جي جوڙجڪ سڌو سنئون فلم جي ٺهڻ ۾ حصو وٺندي آهي.

تنهن ڪري، ماحول جي ڪنٽرول جو اصل مقصد صرف هڪ خاص دٻاءُ يا گئس جي وهڪري جي قدر کي برقرار رکڻ ناهي. اهو هڪ مستحڪم ۽ ٻيهر پيدا ٿيندڙ جمع ماحول قائم ڪرڻ آهي جنهن ۾ پلازما، جمع ٿيندڙ جنسون، سبسٽريٽ، ۽ رد عمل وارو ماحول هڪ ڪنٽرول ٿيل حالت ۾ رهي ٿو.

صنعتي ويڪيوم ڪوٽنگ سامان لاءِ، ان لاءِ ويڪيوم پمپنگ سسٽم، گيس پهچائڻ وارو نظام، پريشر ڪنٽرول سسٽم، پلازما سورس، چيمبر جي جوڙجڪ، ۽ پروسيس ڪنٽرول سافٽ ويئر جي مربوط ڊيزائن جي ضرورت آهي.

-هي مضمون شايع ڪيو ويو آهي پارانويڪيوم ڪوٽنگ سامان ٺاهيندڙزينهوا ويڪيوم