Дар пӯшиши вакуумӣ, назорати атмосфера яке аз омилҳои асосии таъсиррасон ба сифати плёнка ва устувории раванд мебошад. Гарчанде ки камераи пӯшиш дар вакуум кор мекунад, муҳити таҳшиншавӣ фазои комилан "бе газ" нест. Газҳои боқимонда, газҳои коркард, газҳои реактивӣ, ҷараёни газ, фишори корӣ ва шароити насоскунӣ пайваста бо намудҳои плазма ва таҳшиншавӣ ҳамкорӣ мекунанд.
Дар истеҳсоли воқеӣ, бисёр камбудиҳои рӯйпӯш, ки ба ҳадаф, катод, субстрат ё манбаи барқ алоқаманд ба назар мерасанд, дар ниҳоят метавонанд ба назорати ноустувори атмосфера баргарданд. Мушкилот ба монанди ранги ноустувори плёнка, часпакии суст, муқовимати ғайримуқаррарии плёнка, камоншаклии аз ҳад зиёд, ғафсии нобаробари плёнка, сӯрохиҳои сӯзанӣ ва тағирёбии партия ба партия аксар вақт бо тағйирот дар атмосфераи раванд зич алоқаманданд.
Аз ин рӯ, барои системаҳои саноатии PVD, назорати атмосфера набояд танҳо ҳамчун танзими ҳисобкунаки ҷараёни газ баррасӣ карда шавад. Ин як раванди ҳамоҳангшудаест, ки фишори асосӣ, таркиби боқимондаи газ, ҷараёни гази равандӣ, фишори корӣ, фишори қисман газ, гузаронандагии насос, шароити плазма ва бозгашти реактивии газро дар бар мегирад.
1. Қадами аввал ин ворид кардани газ нест, балки идоракунии чангкашаки асосӣ аст
Хатои маъмул дар истеҳсолот ин аст, ки ба параметрҳои гази раванд диққат дода, ҳамзамон ҳолати худи камераи вакуумро нодида гирифтан лозим аст.
Пеш аз ворид кардани газҳои равандӣ, камераи рӯйпӯш бояд ба фишори мувофиқи асосӣ бирасад. Фишори пасти асосӣ ба кам кардани оксигени боқимонда, буғи об, карбогидридҳо ва дигар ифлоскунандаҳо мусоидат мекунад. Ин газҳои боқимонда метавонанд дар раванди таҳшиншавӣ иштирок кунанд ва ба плёнкаи афзоянда дохил шаванд, ки ба таркиб, сохтори микросохтор, часпиш ва хосиятҳои оптикӣ ё электрикӣ таъсир мерасонанд.
Ин махсусан барои равандҳои реактивии PVD муҳим аст. Масалан, ҳангоми гузоштани нитридҳо ё оксидҳо, гази реактивии пешбинишуда бояд аз оксигени беназорат ё буғи об, ки дар камера боқӣ мондааст, фарқ карда шавад. Дар акси ҳол, атмосфераи воқеии реактивӣ метавонад аз дастури раванд ба таври назаррас фарқ кунад, ҳатто агар контроллери ҷараёни масса муқаррарӣ кор кунад.
Дар истеҳсоли амалӣ, агар ҳамон як дорухат ногаҳон натиҷаҳои гуногуни рӯйпӯшкуниро ба бор орад, саволи аввал набояд ҳамеша ин бошад, ки оё қувваи мақсаднок тағйир ёфтааст. Инчунин тафтиш кардан зарур аст, ки оё фишори асосӣ, вақти аз кор баровардани насос, тозагии камера ва шароити боқимондаи газ тағйир ёфтаанд.
2. Рафтори бо насос паст кардан нишондиҳандаи муҳими раванд аст
Системаи чангкашаки солим бояд хусусиятҳои нисбатан устувор ва такроршавандаи насоскунӣ дошта бошад.
Агар камера барои расидан ба фишори зарурии асосӣ нисбат ба маъмулӣ хеле зиёдтар вақт сарф кунад, ин метавонад аз зиёд шудани газ, ифлосшавӣ, ихроҷи вакуум, паст шудани кори насос ё нами аз ҳад зиёд дар дохили камера шаҳодат диҳад.
Манбаъҳои маъмулии гази берунӣ маводҳои субстратӣ, арматураҳо, боқимондаҳои полимер, равғани вакуумӣ, сатҳҳои олудашудаи камера ва нами ҷаббидашударо дар бар мегиранд. Баъзе маводҳо метавонанд пас аз расидан ба фишори қобили қабули камера, ихроҷи газҳоро идома диҳанд, ки дар натиҷа ҳангоми таҳшиншавӣ шароити ноустувори раванд ба вуҷуд меояд.
Аз ин рӯ, робитаи байни вақти аз кор андохтани насос, фишори ниҳоӣ, суръати болоравии фишор ва устувории раванд метавонад маълумоти арзишмандро дар бораи ҳолати системаи вакуумӣ пешниҳод кунад.
Барои таҷҳизоти истеҳсолӣ, назорат кардани рафтори болоравии фишор пас аз ҷудокунӣ аз системаи насосӣ инчунин метавонад ба фарқ кардани ихроҷи воқеӣ ва ихроҷи муқаррарии газ мусоидат кунад. Ин махсусан ҳангоми ҳалли мушкилот муфид аст.
3. Фишори корӣ муҳити интиқолро муайян мекунад
Пас аз ба даст овардани вакууми мувофиқи асосӣ, гази технологӣ ворид карда мешавад ва камера ба режими фишори корӣ мегузарад.
Фишори корӣ мустақиман ба масири миёнаи озоди атомҳо, ионҳо ва электронҳои пошидашуда таъсир мерасонад. Аз ин рӯ, он ба хусусиятҳои плазма, суръати таҳшиншавӣ, ионизатсия, парокандагии зарраҳо ва тақсимоти кунҷии ҷараёни таҳшиншавӣ таъсир мерасонад.
Дар фишори нисбатан паст, намудҳои пошидашуда метавонанд аз камера бо бархӯрдҳои камтар ҳаракат кунанд, ки боиси самти бештари ҷараёни таҳшиншавӣ мегардад. Ин метавонад барои баъзе барномаҳо муфид бошад, аммо метавонад таъсири сояафканиро ба ҷузъҳои мураккаби сеченака афзоиш диҳад.
Бо афзоиши фишор, бархӯрдҳо байни намудҳои таҳшиншавӣ ва молекулаҳои газ бештар мешаванд. Ҷараёни таҳшиншавӣ парокандатар мешавад, ки метавонад пӯшишро дар сатҳҳои чуқур беҳтар кунад, аммо инчунин метавонад самаранокии таҳшиншавиро коҳиш диҳад ва морфологияи плёнкаро тағйир диҳад.
Бинобар ин, фишори корӣ набояд танҳо ҳамчун арзише баррасӣ шавад, ки бояд "дуруст муқаррар карда шавад". Он як тағирёбандаи равандест, ки мустақиман ба кинетикаи интиқоли намудҳои таҳшин таъсир мерасонад.
4. Ҷараёни газ ва фишор як чиз нестанд
Дар амалиёти амалии PVD, ҷараёни газ одатан бо истифода аз контроллери ҷараёни масса (MFC) идора карда мешавад, дар ҳоле ки фишори камера аз рӯи тавозуни байни вуруди газ ва иқтидори насос муайян карда мешавад.
Ин фарқият бениҳоят муҳим аст.
Ҳамон як суръати ҷараёни газ дар шароити гуногуни системаи вакуумӣ ҳатман фишори кории якхеларо ба вуҷуд намеорад. Агар суръати насоскунӣ, мавқеи клапани дроссел, гузаронандагии камера ё масири дохилии ҷараёни газ тағйир ёбад, фишори бадастомада низ метавонад тағйир ёбад.
Масалан, агар клапани дроссел ё системаи насосӣ ғайримуқаррарӣ кор кунад, оператор метавонад ҷараёни газро барои ҷуброни инҳирофи фишор зиёд кунад. Гарчанде ки фишор метавонад муваққатан ба арзиши мақсаднок баргардад, шароити воқеии ҷараёни газ ва плазма метавонад аллакай тағйир ёфта бошад.
Аз ин рӯ, муҳандисони ботаҷрибаи раванд одатан ҷараёни газ ва фишори камераро якҷоя назорат мекунанд, ба ҷои он ки ҳарду параметрро мустақилона ҳамчун истиноди ягонаи раванд истифода баранд.
5. Назорати реактивии газ ҳассостар аст
Барои равандҳои реактивии PVD ба монанди TiN2, CrN2, TiAlN2, Al₂O₃, SiO₂ ва дигар рӯйпӯшҳои мураккаб, назорати атмосфера хеле мураккабтар мегардад.
Гази реактивӣ мустақиман дар ташаккули плёнка иштирок мекунад. Нитроген, оксиген, ацетилен, метан ё дигар газҳои реактивӣ метавонанд бо намудҳои бухоршуда ё пошидашуда барои муайян кардани таркиби ниҳоии плёнка реаксия кунанд.
Аз ин рӯ, тағйироти ночиз дар фишори парсиалии гази реактивӣ метавонад боиси тағйироти назаррас дар хосиятҳои плёнка гардад.
Масалан, ҷараёни нокифояи нитроген метавонад боиси нитридшавии нопурра гардад, дар ҳоле ки нитрогени аз ҳад зиёд метавонад ба суръати таҳшиншавӣ, хусусиятҳои плазма, рафтори ҳадаф ва таркиби плёнка таъсир расонад. Дар пошидани реактивии магнетрон, воридшавии аз ҳад зиёди гази реактивӣ инчунин метавонад ба заҳролудшавии ҳадаф оварда расонад, ки дар он қабати мураккаб дар сатҳи ҳадаф пайдо мешавад ва хусусиятҳои пошиданиро тағйир медиҳад.
Аз ин рӯ, пошидани реактивӣ аксар вақт нисбат ба таҳшинкунии анъанавии металлӣ назорати мураккабтари равандро талаб мекунад.
6. Заҳролудшавӣ аз ҳадаф як мушкили маъмулии назорати атмосфера аст
Дар пошидани реактивии магнетронӣ, заҳролудшавии ҳадаф яке аз масъалаҳои маъмултаринест, ки бо назорати атмосфера алоқаманд аст.
Вақте ки фишори қисмании гази реактивӣ аз диапазони муайян зиёдтар мешавад, сатҳи ҳадаф метавонад бо қабати мураккаб пӯшонида шавад. Сипас, ҳадаф аз ҳолати пошидани металлӣ ба ҳолати заҳролудшуда мегузарад.
Ин гузариш метавонад боиси тағйирот дар суръати пошидан, шиддати разряд, ҷараёни разряд, партоби электронҳои дуюмдараҷа, суръати таҳшиншавӣ ва таркиби плёнка гардад.
Мушкилот мураккабтар мешавад, зеро робитаи байни ҷараёни гази реактивӣ ва ҳолати ҳадаф аксар вақт ғайрихаттӣ аст. Тағйироти ночиз дар ҷараёни газ метавонад боиси тағйироти номутаносиб дар ҳолати раванд гардад.
Барои истеҳсоли ҳаҷми баланд, такя ба ҷараёни собити гази реактивӣ метавонад нокифоя бошад. Системаҳои пешрафтатар метавонанд идоракунии ҳалқаи пӯшидаро дар асоси партовҳои оптикӣ, хусусиятҳои разряд, андозагирии фишори қисман ё дигар сигналҳои раванд барои устувор кардани тирезаи таҳшиншавии реактивӣ истифода баранд.
7. Тозагии камера мустақиман ба устувории атмосфера таъсир мерасонад
Назорати атмосфера танҳо аз системаи таъминоти газ вобаста нест. Ҳолати дохилии камераи рӯйпӯш низ ба ҳамин андоза муҳим аст.
Дар давоми давраҳои такрории истеҳсолӣ, маводи рӯйпӯш тадриҷан дар деворҳои камера, сипарҳо, арматураҳои субстрат ва дигар ҷузъҳои дохилӣ ҷамъ мешавад. Ин таҳшинҳо метавонанд ба манбаъҳои ифлосшавии зарраҳо ё аз газ баромадан табдил ёбанд. Баъзе таҳшинҳо инчунин метавонанд бо газҳои коркардӣ реаксия кунанд ё газҳои қаблан ҷаббидашударо ҳангоми гармкунии минбаъда ва кори плазма раҳо кунанд.
Ин метавонад тадриҷан фазои воқеии камераро тағйир диҳад, ҳатто вақте ки дорухати раванд бетағйир боқӣ мемонад.
Аз ин рӯ, тозакунии мунтазами камера, иваз кардани сипар, нигоҳдории асбобҳо ва санҷиши мӯҳри вакуумӣ қисмҳои муҳими идоракунии атмосфера мебошанд.
Раванди устувори PVD на танҳо натиҷаи як дорухати устувор аст. Он аз нигоҳ доштани муҳити нисбатан устувори физикӣ дар дохили камера вобаста аст.
8. Тақсимоти газ ба мисли миқдори газ муҳим аст
Масъалаи дигари амалӣ ин аст, ки миқдори умумии газе, ки ба камера ворид мешавад, фазои ягонаи равандро кафолат намедиҳад.
Тарҳ ва мавқеи вуруди газ, сарлавҳаи душ, монеа, порти насос, клапани дроссел ва дорандаи субстрат муайян мекунанд, ки чӣ гуна газ дар дохили камера тақсим карда мешавад.
Тақсимоти сусти газ метавонад тағйироти маҳаллиро дар консентратсияи гази реактивӣ ё зичии плазма ба вуҷуд орад. Натиҷа метавонад таркиб ё ғафсии плёнка дар мавқеъҳои гуногун дар зеризаминӣ гуногун бошад.
Ин махсусан барои системаҳои пӯшиши масоҳати калон ва таҷҳизоти истеҳсолӣ бо иқтидори баланди боркунӣ муҳим аст.
Аз ин рӯ, ҳангоми беҳсозии мошини пӯшонидани вакуумӣ, тарҳи ҷараёни газ бояд якҷоя бо конфигуратсияи манбаи плазма, гардиши субстрат, геометрияи насос ва сохтори камера ба назар гирифта шавад.
9. Вақте ки рӯйпӯш ногаҳон тағйир меёбад, аввал атмосфераро тафтиш кунед
Дар истеҳсоли воқеӣ, мушкилоти пӯшиш аксар вақт ҳамчун тағироти ногаҳонии ранг, сахтӣ, часпидан, ғафсии плёнка ё кори барқӣ ба назар мерасанд.
Вақте ки ин рӯй медиҳад, васваса пайдо мешавад, ки фавран қувваи таҳшиншавӣ, майли субстрат ё вақти таҳшиншавиро танзим кунед. Аммо, аввал бояд тағирёбандаҳои марбут ба атмосфераро тафтиш кард.
Як силсилаи амалии ҳалли мушкилот муқоисаи маълумоти ҷории истеҳсолӣ бо ҳолати муқаррарии раванд аст: фишори асосӣ, вақти аз кор андохтани насос, фишори корӣ, ҷараёни гази коркард, ҷараёни гази реактивӣ, мавқеи клапани дроссел, шиддат/ҷараёни холӣ, ҳарорати субстрат ва суръати таҳшиншавӣ.
Агар яке аз ин параметрҳо тағйир ёфта бошад, он метавонад шарҳи мустақимтар аз тағир додани дорухати пӯшишро пешниҳод кунад.
Аз ҷумла, агар танзимоти ҷараёни газ тағйир наёбад, аммо фишори камера тағйир ёфта бошад, мушкилот метавонад дар системаи насоскунӣ, клапани назорати фишор, таъминоти газ, гузаронандагии камера ё ҳолати шоридан бошад, на дар худи маводи пӯшиш.
10. Назорати атмосфера дар ниҳоят мушкили назорати система аст
Таҷрибаи амалии ҷамъовардашуда аз пӯшонидани вакуумии саноатӣ нишон медиҳад, ки назорати атмосфераро аз системаи умумии вакуум ҷудо кардан мумкин нест.
Насосҳои вакуумӣ қобилияти насоскунии камераро муайян мекунанд. Системаи интиқоли газ вуруди газро муайян мекунад. Клапани дросселӣ муносибати байни ҷараёни газ ва фишори камераро танзим мекунад. Манбаи плазма муайян мекунад, ки чӣ гуна газ ионизатсия мешавад ва бо намудҳои таҳшиншавӣ ҳамкорӣ мекунад. Системаи субстрат муайян мекунад, ки чӣ гуна қисми корӣ бо плазма ҳамкорӣ мекунад.
Ин системаҳо ҳамзамон кор мекунанд ва тағирёбии яке аз параметрҳо метавонад ба якчанд системаҳои дигар таъсир расонад.
Аз ин рӯ, раванди пухташудаи PVD бояд равзанаи устувори равандро таъсис диҳад, на ба як параметри муқарраршуда такя кунад. Ҳадаф ин аст, ки фишори вакуум, ҷараёни газ, хусусиятҳои плазма, шароити субстрат ва параметрҳои таҳшиншавӣ дар тӯли истеҳсолот дар доираи назоратшаванда боқӣ монанд.
Хулоса
Назорати атмосфера яке аз унсурҳои асосии пӯшиши устувори вакуумӣ мебошад. Аз фишори асосӣ ва идоракунии гази боқимонда то фишори корӣ, ҷараёни газ, фишори қисман реактивии газ, заҳролудшавии ҳадаф ва тозагии камера, ҳар як омил метавонад ба пӯшиши ниҳоӣ таъсир расонад.
Барои таҳшиншавии анъанавии PVD, шароити устувори атмосфера заминаро барои афзоиши такрории плёнка фароҳам меорад. Барои пошидани реактивӣ ва дигар равандҳои бо плазма кӯмакшаванда, назорати дақиқи атмосфера боз ҳам муҳимтар мегардад, зеро таркиби газ мустақиман дар ташаккули плёнка иштирок мекунад.
Аз ин рӯ, ҳадафи аслии назорати атмосфера на танҳо нигоҳ доштани фишори муайян ё арзиши ҷараёни газ аст, балки он таъсиси муҳити устувор ва такроршавандаи таҳшиншавӣ мебошад, ки дар он плазма, намудҳои таҳшиншавӣ, субстрат ва атмосфераи реактивӣ дар ҳолати назоратшаванда боқӣ мемонанд.
Барои таҷҳизоти пӯшонидани вакуумии саноатӣ, ин тарҳрезии ҳамоҳангшудаи системаи насоси вакуумӣ, системаи интиқоли газ, системаи назорати фишор, манбаи плазма, сохтори камера ва нармафзори назорати равандро талаб мекунад.
- Ин мақола аз ҷониби нашр шудаастистеҳсолкунандаи таҷҳизоти пӯшонидани вакуумӣЧангкашаки Zhenhua
Вақти нашр: 08 августи соли 2026