PVDコーティング 品質ヒンジ 真空圧力制御

価値のある半導体チップが 塗装の欠陥で 無用になったり 美術品が 完璧でない仕上げで 劣化したりしますランダム な よう に 見える この 失敗 の 背後 に は,しばしば 一つ の 重要な 要因 が あり ます物理蒸気沈着 (PVD) は,現代製造の不可欠な技術であり,そのコーティングの質は基本的に真空圧条件と結びついています.

PVDには,蒸発,噴射,レーザーアブラーションを含む様々な堆積技術が含まれています.すべては1つの共通の要件を共有しています.制御された真空環境の作成と維持です.この真空は複数の重要な機能を果たします:

• 低圧条件を確立し,蒸気粒子が標的から基板までの距離を超えて移動し,コーティングの均一性を影響する衝突を最小限に抑える
• 形成フィルムと反応し,組成と特性を変化させる可能性のある大気ガスを除去する

典型的な真空圧力範囲は,技術とアプリケーション要件によって大きく異なります.

• 蒸発プロセス通常は高真空 (10−7〜10−6 mbar) で動作する
• スプッター技術プラズマ生成を維持するために少し高い圧力 (10−3〜10−2 mbar) を必要とする
• 超高真空極度の純粋さを要求するアプリケーションに必要となる場合 (10−8 mbarまたはそれ以下に近づく)

真空圧の主要な役割の1つは汚染防止です.残留室ガスは,特に酸素,窒素,水蒸気,炭化水素は,成長フィルムに組み込まれる可能性があります.性能特性を劇的に変化させる微量汚染物質でさえ 導電性,光学特性,機械的強度,腐食耐性を損なう可能性があります

真空圧は,原子の移動性と核化行動に影響を与え,沉積膜の微細構造に深く影響する. 圧力依存の主要なパラメータには以下のものがある:

• 蓄積された原子のエネルギーと方向性
• 平均的な自由経路距離
• 背景ガス分子との衝突頻度

低圧によりより密度の高い膜構造が作られ 粘着性が向上し 毛孔性が低下します高圧では,通常,粒の境界にある潜在的弱点を持つよりオープンな柱状の微小構造が得られます.

バキューム圧力制御の重要性は,あらゆる産業に表れています.

• 半導体製造:ベース圧を10−5から10−7 mbarに減らすことで,銅フィルムの抵抗性が10〜15%低下する
• ハードコーティング:最適な窒素部分圧 (2-4 × 10−4 mbar) は,TiNコーティングが2000 HV以上の硬さを得る.
• オプティカルコーティング:精密な圧力制御により,テレコムおよびディスプレイアプリケーションでは ± 1% の厚さの均一化が可能になります

技術の進歩にもかかわらず,新興アプリケーションでは圧力の最適化課題は依然として残っています.

• 大面積のコーティングでは,広範囲の加工領域で均等な圧力維持が必要です.
• バッチコーティングシステムは,加熱された基板からの熱排出を容認しなければならない.
• 低温加工は,代替圧力範囲の探求を要する

真空圧は,最初の汚染制御から最終的な微細構造開発まで,PVDコーティング品質のほぼすべての側面を支配する基本的なパラメータであり続けます.PVD技術が電子機器の需要に応えるために進化するにつれて精密な圧力制御がますます重要になります.