چگونه دستگاه پوشش پاشش مگنترون کنترل دقیق بر میزان رسوب و ویژگی های فیلم را تضمین می کند؟

میزان رسوب به شدت تحت تأثیر قدرت تأمین شده به هدف لکه دار است ، با تغییرات مستقیم بر شدت و کارآیی فرآیند پاشیدن تأثیر می گذارد. با تنظیم ورودی برق ، اپراتورها می توانند میزان انرژی منتقل شده به ماده هدف را کنترل کنند. سطح قدرت بالاتر منجر به عملکرد لکه دار بالاتر می شود ، به این معنی که مواد بیشتر از هدف خارج می شوند و روی بستر قرار می گیرند و میزان رسوب را افزایش می دهند. در مقابل ، در صورت لزوم کنترل ظریف ، از سطح قدرت پایین تر استفاده می شود ، و از پوشش های نازک تر با دقت بالاتر استفاده می شود. استفاده از قدرت پالس (منبع تغذیه متناوب) می تواند گرمای بیش از حد هدف را به حداقل برساند ، کیفیت فیلم را تقویت کند و کنترل بهتری بر خصوصیات فیزیکی فیلم فراهم کند.

گاز فرآیند ، آرگون یا مخلوطی از گازهای واکنش پذیر مانند اکسیژن یا نیتروژن ، به عنوان واسطه ای برای لکه دار شدن است. سرعت جریان و فشار گاز در داخل محفظه خلاء دقیقاً برای حفظ سطح صحیح یونیزاسیون در پلاسما کنترل می شود. این فرایند تضمین می کند که عملکرد لکه دار سازگار است و ماده خارج شده از هدف به طور یکنواخت در زیر بستر توزیع می شود. فشار گاز همچنین بر انرژی یونهایی که در حال بمباران مواد هدف هستند ، تأثیر می گذارد ، که بر میزان حذف مواد ، ماهیت پلاسما و ویژگی های نهایی فیلم نازک مانند چگالی ، چسبندگی و صافی تأثیر می گذارد.

در دستگاه پوشش پراکنده مگنترون از یک میدان مغناطیسی برای به دام انداختن الکترون ها و تقویت راندمان یونیزاسیون پلاسما استفاده می کند. این میدان مغناطیسی توسط یک مگنترون ایجاد می شود ، که برای بهینه سازی تعامل بین ماده هدف و پلاسما از لحاظ استراتژیک قرار دارد. پیکربندی مگنترون به خوبی طراحی شده ، پلاسما را در نزدیکی هدف متمرکز و تشدید می کند و باعث افزایش راندمان پراکنده و میزان رسوب می شود. با تنظیم مقاومت و پیکربندی میدان مغناطیسی ، می توان این فرایند را برای دستیابی به یک پوشش پایدار و با کیفیت بالا با از دست دادن الکترون به حداقل و کاهش آلودگی از ذرات ناخواسته بهینه کرد.

ترکیب ماده هدف لکه دار مستقیماً بر خصوصیات رسوب تأثیر می گذارد. مواد مختلف مانند فلزات ، آلیاژها یا سرامیک ها دارای بازده و واکنش پذیری متفاوتی هستند که این امر بر یکنواختی و کیفیت فیلم سپرده شده تأثیر می گذارد. با گذشت زمان ، سطح ماده هدف تحت فرسایش قرار می گیرد ، که ویژگی های لکه دار را تغییر می دهد. بنابراین ، حفظ هدف در شرایط مناسب برای اطمینان از رسوب یکنواخت ضروری است. به طور مرتب جایگزین یا تمیز کردن سطح هدف می تواند از الگوهای ناهموار فرسایش جلوگیری کرده و نرخ لکه دار مداوم را حفظ کند ، در نتیجه یکنواختی را در ضخامت و ترکیب پوشش تضمین می کند.

دمای بستر نقش مهمی در ریزساختار و چسبندگی فیلم رسوب دارد. اگر بستر خیلی سرد باشد ، ممکن است فیلم به درستی پایبند نباشد ، در نتیجه پیوند ضعیف و لایه برداری فیلم ایجاد شود. برعکس ، اگر دمای بستر خیلی زیاد باشد ، ممکن است فیلم خیلی خشن شود یا استرسهای نامطلوب را تجربه کند. حفظ بستر در محدوده دما بهینه ، ساختار کریستالی مورد نظر را ترویج می کند و هم خصوصیات مکانیکی و هم خصوصیات نوری فیلم را بهبود می بخشد. کنترل دما با استفاده از سیستم های گرمایش یا سرمایش حاصل می شود و برای هر کاربرد خاص تنظیم دقیق لازم است ، مانند هنگام سپردن فیلم های نازک برای الکترونیک یا پوشش های نوری.

ماشین های روکش پراکنده مگنترون مدرن مجهز به سیستم های نظارتی پیشرفته هستند که به طور مداوم ویژگی های کلیدی فیلم ، مانند ضخامت ، یکنواختی و زبری سطح را اندازه گیری می کنند. این سیستم ها از سنسورهای مختلفی از جمله میکروبانال های کریستالی کوارتز ، سنسورهای نوری و پروفیلومترها استفاده می کنند تا بازخورد در زمان واقعی را در مورد فرآیند رسوب ارائه دهند. با تجزیه و تحلیل مداوم این داده ها ، اپراتورها می توانند پارامترهای فرآیند مانند سطح قدرت ، جریان گاز و موقعیت بستر را تنظیم کنند تا از ویژگی های فیلم مورد نظر اطمینان حاصل شود. استفاده از سیستم های کنترل خودکار همچنین خطای انسانی را کاهش می دهد ، تکرارپذیری را افزایش می دهد و قوام کلی فرآیند را افزایش می دهد .