Hele systemet er i det væsentlige et dynamisk gasbalancesystem.
På dette tidspunkt: vakuumniveauet er blot et resultat,
mens pumpehastigheden bestemmer: systemets evne til at håndtere disse gasændringer.
De, der arbejder i PVD, er næsten altid opmærksomme på ét tal: vakuumniveau.
Kan udstyret opnå:
10⁻³ Pa 10⁻⁴ Pa Lavere ultimativt vakuum? Ofte antager folk, at:
jo højere vakuumniveauet er, jo mere stabil er processen.
Men efter at have arbejdet i marken i lang tid, vil du opdage et meget kontraintuitivt fænomen:
Noget udstyr har fremragende ultimative vakuum- og stabile trykaflæsninger, men i den faktiske produktion forekommer der stadig problemer såsom udsving i udledningen, filmblegning, unormalt iltindhold og et gradvist fald i udbyttet. Omvendt har noget udstyr måske ikke særligt imponerende vakuumspecifikationer, men dets processer forbliver konsekvent stabile.
Problemet er ofte ikke:
"Er vakuumet lavt nok?"
Men rettere: Kan gassen fjernes i tide?
Den egentlige nøgle bag dette er faktisk: Pumpehastigheden.
Mange menneskers forståelse af vakuumsystemer er begrænset til:
"Hvor meget gas er der tilbage i hulrummet?"
PVD-produktion er dog ikke en statisk proces.
Under belægningen sker der konstant følgende processer i systemet:
Udluftning af emnet; hulrum udluftning; målmateriale, der frigiver adsorberet gas; procesgas, der løbende kommer ind.
Hele systemet er i det væsentlige et dynamisk gasbalancesystem.
På dette tidspunkt: vakuumniveauet er blot et resultat,
mens pumpehastigheden bestemmer: systemets evne til at håndtere disse gasændringer.
Hvorfor adskiller filmlag sig så fuldstændigt under det samme tryk?
Dette er et af de sværeste aspekter at forstå i mange feltoperationer.
For eksempel: begge enheder viste 0,5 Pa, og parametrene var ens. Resultat: Den ene enhed producerede en stabil film, mens den anden oplevede kontinuerlige problemer.
Årsagen er:
En trykmåler kan kun fortælle dig:
"Hvad er det samlede tryk?"
Men det vil ikke fortælle dig:
Hvilken slags gas er der indeni? Hvor meget vanddamp er der? Hvor meget ilt er der tilbage? Er der gasophobning i visse områder?
Det vil sige:
To systemer med samme tryk kan have helt forskellige interne miljøer.
Ekstraktionshastigheden påvirker faktisk disse tre ting:
1. Om forurenende stoffer kan fjernes rettidigt.
Mange membranproblemer skyldes ikke:
"Pludselig forurening."
Men snarere fordi: Forurenende stoffer har langsomt ophobet sig.
For eksempel: Vanddamp, Flygtige organiske forbindelser, Resterende ilt
Hvis pumpehastigheden er utilstrækkelig: Disse gasser vil forblive i hulrummet i lang tid.
Dette fører i sidste ende til: stadig mere ustabil udledning, øget iltindhold i filmlaget og nedsat vedhæftning. Mange mennesker ser:
"Parametrene har ikke ændret sig, men resultaterne er blevet værre."
I virkeligheden: Hulrumsmiljøet har gradvist ændret sig.
2. Vil reaktive gasser ophobes lokalt?
Dette problem er især mærkbart ved reaktiv sputtering.
For eksempel, når du laver oxidfilm:
Hvis pumpehastigheden er utilstrækkelig,
du finder det:
målet er ekstremt udsat for forgiftning.
Mange menneskers første reaktion er:
Iltflowet er for højt.
Men virkeligheden kan være:
Ilten bliver ikke båret væk i tide.
Den forbliver i området foran målet.
Den lokale iltkoncentration bliver ved med at stige.
Endelig:
Måloverfladen bliver fuldstændig ubalanceret.
3. Er udledningsmiljøet stabilt?
Mange mennesker overser et punkt:
Plasma er faktisk meget følsomt over for miljøet.
hvis:
Restgassen ændrer sig konstant, vanddampkoncentrationen svinger, og kammeratmosfæren er ustabil.
Udladningstilstanden vil langsomt drive.
Det viser sig som:
Spændingen begynder at ændre sig, tændingen stiger, procesvinduet bliver smallere og smallere
Hvorfor er store kamre mere tilbøjelige til problemer?
Mange store stykker udstyr støder på en situation, hvor: vakuumtallene er gode,
men processen er ustabil.
Årsagen er: Den største udfordring med store kamre er ikke at "opnå et lavt vakuum."
Det er: at opretholde et ensartet vakuum i hele kammeret.
For med et stort kammer: Gasomsætningstiden er længere; døde zoner er flere; og lokaliseret stagnation er mere udtalt.
Nogle gange: Manometerområdet er meget stabilt, men atmosfæren i nogle områder er helt anderledes.
En særlig let faldgrube at falde i: Opgradering kun af vakuumpumpen.
Mange mennesker, når de står over for et problem, vil straks:
Udskift med en større pumpe
Øg det ultimative vakuum
Men find i sidste ende:
Effekten er ikke signifikant.
For det, der virkelig bestemmer den effektive pumpehastighed, er ikke kun selve pumpen.
Hvordan ser virkelig erfarne ingeniører på vakuumsystemer?
Deres fokus er ikke længere på:
"Den mindste evakueringsdybde."
I stedet fokuserer de på:
"Hvor hurtig er gasudvekslingshastigheden? Kan forurenende stoffer fjernes hurtigt? Vil kammermiljøet konstant drive? Er udledningsforholdene stabile på lang sigt?"
Fordi et PVD-vakuumsystem i bund og grund ikke er:
"Fjerner al luften."
Det handler om:
"Kontinuerlig opretholdelse af et stabilt, kontrollerbart og konstant udviklende procesmiljø."
