1. Het oppervlak van de kamer wordt voortdurend "herschreven"
Elk PVD-proces laat sporen achter in de kamer.
Deze sporen zijn voornamelijk afkomstig van:
Afzetting van materiaal dat uit het doel wordt gesputterd, adhesie en accumulatie van reactieproducten, afwisselende dekking van meerdere materialen
Na verloop van tijd is de binnenwand van de kamer niet langer het originele metaal, maar een laag composietfilms die voortdurend over elkaar heen worden gelegd en evolueren.
Belangrijker nog is dat deze film niet 'stabiel' is en zal blijven deelnemen aan daaropvolgende processen, zoals her-sputteren, herafzetting en her-reactie.
Met andere woorden: het kameroppervlak zelf is onderdeel geworden van het productieproces.
2. Ook de gasomgeving wordt ‘herinnerd’
De kamer is niet alleen "groeifilm", maar ook "houd lucht vast".
Waterdamp, zuurstof en resterende procesgassen zullen op het kameroppervlak blijven worden geadsorbeerd.
Bij daaropvolgende processen kunnen deze gassen vrijkomen en opnieuw-in het plasma terechtkomen.
De kenmerken van dit proces zijn:
Niet volledig controleerbaar. Sterk gerelateerd aan temperatuur, tijd en ontladingsstatus. Verschillen zullen optreden in verschillende batches.
Het resultaat is:
Zelfs als de gasstroomsnelheid consistent is ingesteld, kan de atmosfeer die daadwerkelijk bij de reactie betrokken is, anders zijn.
3. Het ontladingspad wordt geleidelijk "gefixt"
De afvoer is vanaf het begin niet stabiel; het vormt eerder geleidelijk een structuur voor de lange- termijn.
Naarmate het proces zich herhaalt: Sommige regio's houden de afvoer gemakkelijker in stand; anderen verzwakken geleidelijk; de plasmaverdeling neigt naar een ‘gewoon pad’. Dit proces brengt in wezen een ‘stabiele structuur’ tot stand.
Eenmaal gevormd, zal het een voortdurende impact hebben op volgende processen.
4. Waarom treden er het meest waarschijnlijk problemen op bij het veranderen van processen?
Wanneer een proces wordt omgeschakeld, wordt de oorspronkelijke ‘steady state’ verstoord: nieuwe materialen bedekken de oude afzettingslaag; het gassysteem verandert; de plasmastructuur herverdeelt. Deze veranderingen zijn echter niet onmiddellijk, maar eerder een overgangsproces.
Tijdens dit proces: Het systeem bevindt zich niet in de ‘oude staat’ en is ook niet in een ‘nieuwe stabiele staat’ terechtgekomen.
Het typische fenomeen doet zich dus voor: de eerste paar batches vertonen aanzienlijke schommelingen, gevolgd door een geleidelijke stabilisatie.
5. Waarom staat schoonmaken gelijk aan "geheugen resetten"?
De functie van schoonmaken is niet alleen het verwijderen van vuil, maar nog belangrijker:
Verwijder afzettingen
Verstoort de gasadsorptiebalans
Ontladingspaden opnieuw instellen
Vanuit systeemperspectief is dit gelijk aan:
Het volledig opruimen van opgehoopte toestanden op de lange- termijn.
Dus na het schoonmaken:
De oorspronkelijke ambachtelijke ervaring is niet langer volledig van toepassing en er moet een nieuw evenwicht worden hersteld-.
6. Een meer fundamenteel begrip
Als we dit fenomeen in één enkele zin zouden samenvatten, zou het als volgt kunnen worden opgevat: het PVD-systeem is geen ‘geheugenloos invoer/uitvoersysteem’, maar eerder een dynamisch systeem dat voortdurend wordt beïnvloed door de geschiedenis.
Parameters vormen slechts een deel van de input, terwijl de ‘kamerstaat’ zelf een voortdurend evoluerende impliciete variabele is.
7. Samenvatting
De vorming van het 'toestandsgeheugen' van de kamer komt in wezen voort uit drie elkaar overlappende processen op lange termijn-: de continue evolutie van de afzettingslaag in de binnenwand, de continue cyclus van gasadsorptie en -afgifte, en de geleidelijke verharding van het ontladingspad tijdens herhaalde processen. Deze factoren zorgen er samen voor dat het systeem een duidelijke ‘geschiedenisafhankelijkheid’ vertoont.
8. Een belangrijke conclusie: de ontladingstoestand die u elke keer ziet, is niet feitelijk het resultaat van de huidige parameters, maar de superpositie van de huidige parameters en de historische geaccumuleerde toestanden.
