אחידות בתצהיר עובי
מבוא
ציפוי מקרטעת Magnetron מיושם באופן נרחב בתצהיר שטח גדול, ואחידות עובי הסרט הדק, יחס התצהיר, יחס הניצול של חומר היעד ובעיות אחרות בתעשיית הציפוי מקבלים תשומת לב רבה.
בין אם מדובר בציפוי שבב מוליכים למחצה בסרט דק מגן או מריחת ציפוי אנטי-רפלקטיבי על עדשת משקפיים, מהנדסי תהליכים צריכים להשיג מפרטי עובי מסוימים כדי לעמוד בדרישות הביצועים. לא פחות חשובה כמו עובי הסרט עצמו היא אחידות העובי.
דוח בדיקה עבור ציפוי VPI דגם: SD-900M
תמונת צד ימין
השגת אחידות למפרטי ביצועים
מבלי להשיג חלוקת עובי נאותה, יכול להיות קשה להבטיח שהמפרט יתקיים במלואו. הציפוי עשוי לעמוד בדרישות עובי באזורים מסוימים של המצע, אך אם הוא אינו מיושם באופן אחיד, אזורים אחרים יהיו עבים מדי או דקים מדי וייתכן שלא יעמדו בדרישות הביצועים. לדוגמה, לציפוי נגד השתקפות שטח גדול תהיה רפלקטיביות שונה בנקודות שונות על המצע, מה שכנראה ישפיע על הביצועים הכוללים.
אחידות בתצהיר נחוצה כדי לעמוד במפרטי ביצועים בכל יישום, ללא קשר לשיטת התצהיר. ייתכן שתדרוש ציפוי סרט עדין מאוד, ואם הוא קצת עבה מדי באזורים מסוימים, זה יכול להשפיע לרעה על הביצועים. ומצעים מסוימים כוללים טופוגרפיה מורכבת, כגון מדרגות ומעברים, אך עדיין דורשים הפצה שווה כדי למנוע סדקים לא רצויים וכשל אפשרי במכשיר. אחידות העובי היא המפתח, החל מהשפעות טריוויאליות כמו עיוות של תמונת מראה ועד להשפעות משנות חיים של החלפת מפרק ירך שאינה מחוזקת כראוי מפני שחיקה והשפלה.
יתרונות מעבר לביצועים
אבל ביצועים הם לא הדאגה היחידה של מהנדסי תהליכים. גורמי ייצור אחרים נעזרים גם הם בהשגת אחידות, כגון חזרתיות ושיעורי תפוקה. אחידות עובי הסרט מספקת ביטחון שהמפרט מתקיים ולא תהיה תנודות בעובי ממוצר למוצר. אם אתה משתמש בשיטה או במכונה שמספקת אחידות, אתה יכול להיות בטוח שהתהליך יספק תשואה גבוהה.
עם זאת, השגת התפלגות עובי אחידה וניתנת לחזרה אינה מספיקה כדי להבטיח תהליך בר-קיימא. יש לקחת בחשבון גם עלות וזמן פעולה. מוצר מעוצב היטב יספק סרטים אחידים שניתנים לחזרה תוך מזעור חומר בזבוז.
אחידות של עובי סרט דק חשובה לתהליך השקיעה בכל יישום. זה יכול להשפיע על מגוון רחב של מפרטים, מתוצאות ביצועים ועד לתשואות ייצור ועלויות. אתה תוריד את עלות הבעלות הכוללת שלך על ידי שמירה על התשואה והחזרה על היעד והבטחת ביצועים מיטביים.
גורמים הקובעים את ביצועי התצהיר
שיקוע, תהליך המשמש להפקדת שכבות דקות של חומר (או סרט) על גבי מצע, הוא נוהג נפוץ בתעשיות כמו מוליכים למחצה וננוטכנולוגיה. ניתן להשיג שקיעת סרט דק עם מגוון טכנולוגיות שיכולות לספק סרטים החל ממבודדים, מוליכים למחצה ועד מתכות. הסרטים יכולים לשרת תפקידים מגוונים באותה מידה שנעים בין דיאלקטריות בין-שכבות לחיבורים.
שיעור ההפקדה
קצב השקיעה, פשוט מדד למהירות גידול הסרט, משתמש בדרך כלל ביחידות עובי חלקי זמן. כמו בתחריט, חשוב לבחור בטכנולוגיה המספקת קצב שיקוע התואם את היישומים. לדוגמה, אפשר להשתמש בקצב שיקוע איטי יחסית לסרטים דקים (בדיוק כמו בתחריט סרטים דקים שבהם משתמשים בקצב צריבה איטי יחסית) ובהתאמה, קצב שיקוע מהיר לסרטים עבים. הרעיון הוא לשמור על שליטה ולאזן בין הצורך במהירות לבין הצורך בשליטה מדויקת על עובי הסרט. אבל כמובן, תמיד יש פשרות בין תכונות הסרט ותנאי התהליך. תהליכי קצב מהיר יותר משתמשים לרוב בהספק, טמפרטורות או זרימות גז גבוהות יותר המשפיעים או מגבילים מאפייני סרט אחרים כגון אחידות, מתח או צפיפות.
שיעורי ההפקדה עשויים לנוע בין כמה עשרות A/min ל-10,000 A/min. ישנן טכניקות לניטור צמיחת עובי הסרט בזמן אמת מגוון שיטות כגון ניטור גבישי קוורץ והפרעות אופטיות.
אחידות
אחידות בתצהיר היא מדד לעקביות הסרט על פני המצע. בדרך כלל, זה מתייחס לעובי הסרט אבל זה יכול להתייחס גם לתכונות סרטים אחרות כמו אינדקס השבירה. הנתונים שנאספו על פני רקיק מוערכים בדרך כלל עם סטיית תקן המייצגת את הסטייה מהממוצע במונחים של סיגמא אחת, שתיים או שלוש. גישה חלופית היא להשתמש בנוסחה של ((ערך מקסימלי – ערך מינימלי)/2 x ערכים ממוצעים). יש לזכור לזהות אזור שבו יש לא לכלול את המטרולוגיה עקב הידוק או השפעות קצה אחרות.
כדאי להבין טוב את היישום כדי להימנע מאחידות מפרטת או נמוכה יותר. סרטים הממלאים תפקיד ישיר בפעולת המכשיר, כגון תחמוצת שער או עובי קבל, נוטים הרבה יותר להזדקק למפרט אחידות הדוק יותר מאשר סרטים שלא. אחידות לא רק משחקת תפקיד בביצועי המכשיר, אלא גם מנקודת מבט של ייצור חשוב להבין שצעדים אחרים עשויים להיות מושפעים מאחידות ירודה. סרט עם אחידות ירודה ישפיע על שלבי החריטה על ידי השפעה על הזמן שלוקח לחרוט את החלק הדק ביותר של הסרט לעומת העבה ביותר.
גמישות
גמישות, טווח היכולות שיש למערכת, עשויה להיות גורם משמעותי בקבלת ההחלטה איזה סוג של מערכת הפקדה לרכוש. זה נכון יותר עבור סביבות מו"פ ולא יישומים תעשייתיים שבהם פתרונות ספציפיים מועדפים לעתים קרובות. הבנת החומרים שניתן להפקיד, גדלי מצע, טווחי טמפרטורות, שטף יונים, קצבי שיקוע, תדרים, נקודת קצה ומשטר פעולת לחץ הם רק חלק מהשיקולים. גמישות היא גם איכות מערכת המאפשרת תכנון לעתיד. במו"פ משתנה סדרי העדיפויות וזה שימושי שתהיה מערכת שיכולה להתמודד עם השינויים האלה. על השיקול הזה מונח תקציב. בהתאם לסוג האפשרויות הטכנולוגיות, מערכות עשויות להשתנות במחיר באופן משמעותי.
דוח בדיקה עבור דגם ציפוי VPI:SD-900M
תמונת צד שמאל
כיסוי צעדים
כיצד תהליך שיקוע לכיסוי הטופוגרפיה של המצע מתואר ככיסוי שלבים או כיכולת מילוי. כיסוי המדרגות נמדד כיחס בין סרט שהופקד לאורך דפנות המאפיינים או התחתית לעובי המושקע בשטח הפתוח ללא תכונות. לדוגמה, תכונה שיש לה 0.1 אום של סרט מושקע לאורך הדופן של תעלה ויש לה 0.15 אום של סרט בשטח הפתוח, יש כיסוי מדרגות של 67%. מנגנון ההשקעה ממלא תפקיד חשוב בקביעת כיסוי המדרגות והמילוי. בחלק מטכנולוגיות השקיעה כמו שקיעת אידוי, לחץ הוואקום נמוך מאוד וחומרי ההפקדה מגיעים בגישה של קו ראייה ממקור השקיעה. בטכנולוגיות אחרות, הלחץ גבוה משמעותית ובגלל התנגשויות גז החומר מגיע אל פני השטח מכל הזוויות. טמפרטורה, פרופיל תכונה ויחס גובה-רוחב כולם משפיעים על כמות כיסוי השלבים והיכולת למלא תכונה.
מאפייני הסרט
תכונות הסרט תלויות ביישום. אנו יכולים לקבץ באופן גס את דרישות היישום לקטגוריות כגון פוטוניים, אופטי, אלקטרוני, מכאני או כימי, ולעתים קרובות סרטים חייבים לעמוד בדרישות ביותר מקטגוריה אחת. לדוגמה, סרטים הידרופוביים כמו אלה המשמשים במוצרי אפל כדי להגן על המשטחים מפני נזקי לחות (דרישה כימית) צריכים להיות שקופים (אופטיים). אז, הצעד הראשון להפקדת הסרט המתאים הוא הבנת היישום וכיצד מאפייני הסרט משפיעים על הביצועים הסופיים ביישום. אין צורך לציין את כל מאפייני הסרט עבור כל היישומים.
טמפרטורת תהליך
תכונות הסרט מושפעות מאוד מטמפרטורת התהליך. עם זאת, היישום יכול להטיל מגבלות על הטמפרטורה שניתן להשתמש בה. לדוגמה, ההתעניינות האחרונה באלקטרוניקה גמישה אשר משתמשת לעתים קרובות במצעים פולימריים, מוגבלת על ידי נקודת ההיתוך או טמפרטורת הזרימה החוזרת של אותם פולימרים. חלק מהמוליכים למחצה מורכבים מוגבלים על ידי מגעים אוהמיים שמתכלים בטמפרטורות גבוהות יותר. טכנולוגיות השקיעה השונות פועלות בצורה הטובה ביותר בטווחי טמפרטורות מוגבלים.
פריון
הפרודוקטיביות מתייחסת להיבטי ביצועי המערכת ולא לסרטים עצמם. זה המקום שבו לוקחים בחשבון נושאים כמו אמינות, יציבות ותחזוקה. מהימנות נמדדת על ידי זמן פעולה פרודוקטיבי בעוד שהיציבות נמדדת על ידי יכולת השחזור של המערכת לרוץ לרוץ.
מכיוון שמערכות השקיעה מוסיפות חומר למערכת הסגורה, לאורך זמן יכולה להיות עלייה בספירת החלקיקים. הרגישות של היישום לחלקיקים כחלק אחד מהמשוואה בקביעת מתי יש לבצע ניקוי. זה מוביל לתחזוקה של מערכת שבה רצוי שיהיה זמן ממוצע-בין-ניקוי ארוך ככל האפשר (MTBC) וכמה שיותר זמן קצר ככל האפשר ל- Mean-Time-to-Clean (MTTC). ניקוי עבור מערכות שיקוע עשוי להיות פשוט כמו ניקוי פלזמה כפי שנמצא במערכות PECVD או מסובך יותר כאשר מגנים זקוקים לניקוי ex-situ כמו במערכות שיקוע ספוטר. מחזור נקי מהיר ויעיל עם הסמכה מהירה לאחר הניקוי הוא ללא ספק יתרון.
נזק
ככל שהתכונות מצטמצמות כל הזמן, הן בדרך כלל הופכות רגישות יותר לנזקים בתהליך. לכל טכנולוגיית שקיעה יש פוטנציאל לגרום נזק לחומר שעליו מופקד. עם זאת, נזק הוא נושא לא פשוט. הבנה ומדידה של נזקים יכולים להיות מאתגרים למדי שכן מנגנוני הנזק עשויים להיות מורכבים והנזק עצמו, עדין מאוד. הנזק עשוי להיות מהפצצת יונים, זיהום או קרינה אולטרה סגולה וייתכנו מספר מקורות נזק בו-זמנית. לעתים קרובות הדרישה היא "ללא נזק", אך יש מעט מחשבה כיצד ניתן לצפות בנזק ללא המשימה הממושכת של יצירת מכשיר שהושלם ולא הכנסת חפצים אחרים. חשוב להבין את האילוצים של הציוד והחומרים שלך. צור קשר עם VPI עוד היום כדי לקבוע פגישה כדי לדון בצרכים שלך.
הבה נסתכל על דוח בדיקה עבור ציפוי SD-900M מדגם VPI כדי למצוא עוד על אחידות בתצהיר עובי.
