واحد. ما هو "تلوث التجويف"؟
تلوث التجويف ليس مجرد "تراب".
أثناء عملية PVD، يصبح الجدار الداخلي للتجويف مغطى تدريجيًا بمواد مختلفة:
1. تناثر المعدن من الهدف
2. المركبات المولدة بواسطة الغازات التفاعلية
3. طبقة ترسيب مختلطة من مواد متعددة
والنتيجة هي: يتحول "سطح التجويف المعدني" الأصلي تدريجيًا إلى "فيلم وظيفي معقد".
اثنين. لماذا يؤثر التلوث على التفريغ؟
لا يحدث التفريغ فقط على المادة المستهدفة.
التجويف بأكمله هو جزء من المجال الكهربائي وحركة الإلكترون.
ولذلك فإن خصائص سطح التجويف تؤثر بشكل مباشر على:
1. انبعاث الإلكترون
2. تراكم الشحنات
3. توزيع المجال الكهربائي المحلي
وبعبارة أخرى، فإن التجويف ليس مجرد حاوية، ولكنه أيضا جزء من نظام التفريغ.
ثالث. التغيير الأول: تغيير انبعاث الإلكترون الثانوي
تختلف قدرات انبعاث الإلكترون للمواد المختلفة بشكل كبير.
عندما يتم تغطية التجويف بطبقات فيلم مختلفة:
1. تطلق بعض المناطق الإلكترونات بسهولة أكبر.
2. تنبعث بعض المناطق من الإلكترونات بشكل أكثر صعوبة.
النتيجة: تغير توزيع مصادر الإلكترون.
أربعة. التغيير الثاني: مشكلة تراكم الشحنة
إذا كانت طبقة التلوث عبارة عن مادة عازلة أو{0}شبه عازلة:
1. تتراكم الشحنات السطحية بسهولة
2. التشويه المحلي للمجال الكهربائي
سيؤدي هذا إلى:
انحراف التفريغ
إفرازات موضعية غير طبيعية
زيادة عدم الاستقرار
خمسة. التغيير الثالث: "إعادة تعريف" مسار التفريغ
في الأصل، تم تحديد مسار التفريغ من خلال:
1. المجال الكهربائي
2. المجال المغناطيسي
3. الهيكل الهندسي
لكن بعد ظهور طبقة التلوث:
تكون بعض المناطق أكثر عرضة للإفرازات، بينما تكون مناطق أخرى "مكبوتة".
ونتيجة لذلك، يتغير موقع التفريغ تدريجياً.
ستة. لماذا "تظهر المشكلة ببطء"؟
تلوث الغرفة له خاصيتين:
1. الطبيعة التراكمية: لا تتشكل دفعة واحدة، بل تتراكم طبقة بعد طبقة.
2. عدم-التوحيد: يختلف معدل الترسيب باختلاف المواقع.
ويؤدي ذلك إلى: تغير بيئة التفريغ بشكل غير محسوس.
سبعة. التأثير المباشر على العملية
يؤدي تلوث الغرفة إلى تغيير عملية التفريغ، مما يؤدي إلى سلسلة من التفاعلات المتسلسلة:
1. التغيرات في توزيع البلازما
تحولات منطقة الترسيب.
2. التغيرات في تدفق الأيونات
قد يتم تعزيز القصف المحلي أو إضعافه.
3. مدخلات الطاقة غير المتكافئة
الاختلافات في هيكل الفيلم.
4. انخفاض تكرار العملية
النتائج التي لها نفس المعلمات لم تعد متسقة.
ثمانية. فكرة خاطئة نموذجية
يعتقد الكثير من الناس أنه: طالما أن المادة المستهدفة جيدة، فلن يتغير التفريغ.
ومع ذلك، فإن الحقيقة هي أن حالة الغرفة تحدد أيضًا سلوك التفريغ.
وفي بعض الحالات، يكون التأثير أكثر دقة من تأثير المادة المستهدفة.
تسعة. لماذا يكون التأثير ملحوظًا جدًا بعد التنظيف؟
بعد تنظيف المعدات:
يعود السطح إلى حالته المعدنية الأصلية.
يعود المجال الكهربائي وخصائص انبعاث الإلكترون إلى الاتساق.
النتائج هي:
يعود مسار التفريغ إلى حالته المصممة.
تعود البلازما- إلى الاستقرار.
ولهذا السبب: "تتحسن العملية فجأة" بعد التنظيف.
عشرة. القضايا الهندسية الأساسية
التحديات التي يفرضها تلوث التجويف هي:
إنها ليست "معلمة قابلة للتعديل"، ولكنها "متغير كامن".
علاوة على ذلك:
. من الصعب مراقبتها في الوقت الحقيقي
. من الصعب قياسها والسيطرة عليها
. ومع ذلك، فإن تأثيرها واسع النطاق للغاية.
أحد عشر. ملخص: السبب الأساسي الذي يجعل تلوث التجويف يغير التفريغ هو أن التغيرات في خصائص المواد السطحية تعيد تعريف انبعاث الإلكترون، وتوزيع الشحنة، وبنية المجال الكهربائي، وبالتالي تغيير تكوين البلازما وتوزيعها.
في النهاية، يتجلى ذلك على النحو التالي: تغيرات في حالة التفريغ وانخفاض استقرار العملية.
