Tot el sistema és essencialment un sistema de balanç de gas dinàmic.
En aquest punt: el nivell de buit és només un resultat,
mentre que la velocitat de bombeig determina: la capacitat del sistema per gestionar aquests canvis de gas.
Els que treballen en PVD gairebé sempre presten especial atenció a un número: el nivell de buit.
L'equip pot aconseguir:
10⁻³ Pa 10⁻⁴ Pa Buit final inferior? Sovint, la gent assumeix que:
com més alt sigui el nivell de buit, més estable és el procés.
Tanmateix, després de treballar durant molt de temps al camp, descobrireu un fenomen molt contraintuïtiu:
Alguns equips tenen excel·lents lectures de buit final i de pressió estables, però en la producció real encara es produeixen problemes com ara fluctuacions de descàrrega, blanqueig de pel·lícules, contingut anormal d'oxigen i una disminució gradual del rendiment. Per contra, alguns equips poden no tenir especificacions de buit especialment impressionants, però els seus processos es mantenen constantment estables.
El problema sovint no és:
"El buit és prou baix?"
Més aviat: es pot treure el gas a temps?
La veritable clau darrere d'això és en realitat: la velocitat de bombeig.
La comprensió de moltes persones dels sistemes de buit es limita a:
"Quant gas queda a la cavitat?"
Tanmateix, la producció de PVD no és un procés estàtic.
Durant el recobriment, els processos següents es produeixen constantment dins del sistema:
ventilació de la peça de treball; ventilació de la cavitat; material objectiu que allibera gas adsorbit; gas de procés entrant contínuament.
Tot el sistema és essencialment un sistema de balanç de gas dinàmic.
En aquest punt: el nivell de buit és només un resultat,
mentre que la velocitat de bombeig determina: la capacitat del sistema per gestionar aquests canvis de gas.
Per què les capes de pel·lícula difereixen tan completament sota la mateixa pressió?
Aquest és un dels aspectes més difícils d'entendre en moltes operacions de camp.
Per exemple: ambdós dispositius mostraven 0,5 Pa i els paràmetres eren similars. Resultat: un dispositiu va produir una pel·lícula estable, mentre que l'altre va experimentar problemes continus.
El motiu és:
Un manòmetre només us pot dir:
"Quina és la pressió total?"
Però no et dirà:
Quin tipus de gas hi ha dins? Quant de vapor d'aigua hi ha? Quant d'oxigen queda? Hi ha acumulació de gas en determinades zones?
És a dir:
Dos sistemes amb la mateixa pressió poden tenir entorns interns completament diferents.
La velocitat d'extracció afecta realment aquestes tres coses:
1. Si els contaminants es poden eliminar de manera oportuna.
Molts problemes de membrana no són perquè:
"Contaminació sobtada".
Més aviat perquè: Els contaminants s'han anat acumulant lentament.
Per exemple: vapor d'aigua, compostos orgànics volàtils, oxigen residual
Si la velocitat de bombeig és insuficient: aquests gasos romandran a la cavitat durant molt de temps.
Això condueix finalment a: una descàrrega cada cop més inestable, un augment del contingut d'oxigen a la capa de pel·lícula i una disminució de l'adhesió. Molta gent veu:
"Els paràmetres no han canviat, però els resultats han empitjorat".
En realitat: l'entorn de la cavitat ha canviat gradualment.
2. S'acumularan localment els gasos reactius?
Aquest problema s'aprecia especialment en la pulverització catòdica reactiva.
Per exemple, quan es creen pel·lícules d'òxid:
Si la velocitat de la bomba és insuficient,
trobareu que:
l'objectiu és extremadament propens a l'enverinament.
La primera reacció de moltes persones és:
El flux d'oxigen és massa alt.
Però la realitat podria ser:
L'oxigen no s'emporta a temps.
Es manté a la zona davant de l'objectiu.
La concentració local d'oxigen continua augmentant.
Finalment:
La superfície objectiu es torna completament desequilibrada.
3. L'entorn de descàrrega és estable?
Molta gent passa per alt un punt:
De fet, el plasma és molt sensible al medi ambient.
si:
El gas residual canvia constantment, la concentració de vapor d'aigua fluctua i l'atmosfera de la cambra és inestable.
L'estat de descàrrega anirà a la deriva lentament.
Es manifesta com:
La tensió comença a canviar, l'encesa augmenta, la finestra del procés es fa cada cop més estreta
Per què les cambres grans són més propenses als problemes?
Molts equips grans es troben amb una situació en què: les xifres de buit són bones,
però el procés és inestable.
El motiu és: el repte més gran amb les cambres grans no és "aconseguir un baix buit".
És: mantenir un buit constant a tota la cambra.
Perquè amb una cambra gran: el temps de rotació del gas és més llarg; les zones mortes són més nombroses; i l'estancament localitzat és més pronunciat.
De vegades: la zona del manòmetre és molt estable, però l'atmosfera en algunes zones és completament diferent.
Una trampa especialment fàcil de caure: actualitzar només la bomba de buit.
Moltes persones, quan s'enfronten a un problema, immediatament:
Substituïu-la per una bomba més gran
Augmenta el buit final
Però finalment trobeu:
L'efecte no és significatiu.
Perquè el que realment determina la velocitat de bombeig efectiva no és només la bomba en si.
Com veuen els enginyers realment experimentats els sistemes de buit?
El seu enfocament ja no es centra en:
"La profunditat mínima d'evacuació".
En canvi, es centren en:
"A quina velocitat és el canvi de gas? Es poden eliminar els contaminants ràpidament? L'entorn de la cambra derivarà contínuament? Les condicions de descàrrega són estables a llarg termini?"
Com que un sistema de buit PVD, en essència, no és:
"Traient tot l'aire".
Es tracta de:
"Mantenir contínuament un entorn de procés estable, controlable i en constant evolució".
