ফাংশন: এটি 10⁻³ থেকে 10⁻⁶ Pa এর উচ্চ ভ্যাকুয়াম পরিবেশ প্রদান করে, ইলেক্ট্রন বিম বিচ্ছুরণ, লক্ষ্যবস্তু জারণ এবং ফিল্ম দূষণ হ্রাস করে এবং বাষ্পীভবন এবং জমা প্রক্রিয়ার স্থিতিশীলতা নিশ্চিত করে।
রচনা: ডাইরেক্ট হিটিং ক্যাথোড (সাধারণত টংস্টেন তার, ট্যানটালাম তার বা LaB₆ ক্রিস্টাল), অ্যানোড, ফোকাসিং কয়েল, ডিফ্লেকশন কয়েল।
বৈশিষ্ট্য: ক্যাথোড সরাসরি তাপে বিদ্যুতায়িত হয় এবং ইলেকট্রন নির্গত হয়। ইলেক্ট্রন রশ্মিকে অ্যানোড দ্বারা ত্বরান্বিত করা হয় (ত্বরণ ভোল্টেজ সাধারণত 10 থেকে 30kV), ফোকাসিং কয়েল দ্বারা ফোকাস করা হয়, এবং তারপর লক্ষ্যবস্তুর পৃষ্ঠে বোমাবর্ষণ করার জন্য একটি সরল রেখা বরাবর বা একটি ছোট কোণে বিচ্যুত হয়।
লক্ষ্য উপাদান সিস্টেম
এর মধ্যে রয়েছে: ওয়াটার-কুলড ক্রুসিবল (টার্গেট ম্যাটেরিয়াল গলে যাওয়ার পর ক্রুসিবলের বিকৃতি রোধ করতে তামা বা মলিবডেনামের তৈরি), টার্গেট ম্যাটেরিয়াল সাপোর্ট এবং মাল্টি-টার্গেট পজিশন স্যুইচিং ডিভাইস (একাধিক পদার্থের ক্রমাগত জমাকে সমর্থন করে)।
সামঞ্জস্যপূর্ণ লক্ষ্য উপকরণ: ধাতু (অ্যালুমিনিয়াম, টাইটানিয়াম, সোনা, রূপা), সংকর ধাতু (TiAl, NiCr), অক্সাইড (SiO₂, TiO₂), ফ্লোরাইড (MgF₂), এবং অন্যান্য কঠিন পদার্থ।
ওয়ার্কপিস র্যাক এবং হিটিং/কুলিং সিস্টেম:
ওয়ার্কপিস র্যাক: ঘূর্ণনযোগ্য (ফিল্মটির অভিন্নতা বাড়ানোর জন্য), বিভিন্ন আকারের ওয়ার্কপিস যেমন গ্লাস, সিলিকন ওয়েফার এবং ধাতব স্তরগুলির ফিক্সেশন সমর্থন করে;
তাপমাত্রা নিয়ন্ত্রণ মডিউল: প্রক্রিয়ার প্রয়োজনীয়তা অনুসারে, এটি ওয়ার্কপিসকে গরম করতে পারে (ফিল্মটির আনুগত্য বাড়াতে 100~500℃) বা এটিকে ঠান্ডা করতে পারে (তাপ-সংবেদনশীল স্তরগুলির বিকৃতি রোধ করতে)।
নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থা
কোর: PLC কন্ট্রোলার, টাচ স্ক্রিন অপারেশন ইন্টারফেস, যা ইলেক্ট্রন বিম কারেন্ট (0~100mA), ত্বরণ ভোল্টেজ, ভ্যাকুয়াম ডিগ্রী, ডিপোজিশন রেট এবং ফিল্ম বেধ (কোয়ার্টজ ক্রিস্টাল দোলন পদ্ধতির মাধ্যমে বাস্তব সময়ে নিরীক্ষণ) সঠিকভাবে সামঞ্জস্য করতে পারে।
সুরক্ষা ফাংশন: অপর্যাপ্ত ভ্যাকুয়াম অ্যালার্ম, ওভারকারেন্ট সুরক্ষা এবং ক্যাথোডিক ওভারলোড সুরক্ষার মতো সুরক্ষা ব্যবস্থা দিয়ে সজ্জিত।
অক্জিলিয়ারী সিস্টেম
মুদ্রাস্ফীতি ব্যবস্থা (আর্গন, অক্সিজেন এবং অন্যান্য প্রতিক্রিয়া গ্যাস যৌগিক ফিল্ম প্রস্তুত করার জন্য চালু করা যেতে পারে), আয়ন উত্স (ঐচ্ছিক, ফিল্ম স্তরের ঘনত্ব বাড়ানোর জন্য ফিল্ম প্রাক-পরিষ্কার বা আয়ন-সহায়ক জমার জন্য ব্যবহৃত)।
ii. কাজের নীতি
ভ্যাকুয়াম প্রস্তুতি: যান্ত্রিক পাম্প এবং আণবিক পাম্প শুরু করুন, ভ্যাকুয়াম চেম্বারটিকে প্রিসেট উচ্চ ভ্যাকুয়াম ডিগ্রিতে (সাধারণত ≤10⁻⁴ Pa) খালি করুন এবং আবরণে বায়ু এবং জলীয় বাষ্পের মতো অমেধ্যের প্রভাব দূর করুন৷
ইলেক্ট্রন রশ্মি জেনারেশন এবং ত্বরণ: বিদ্যুতায়িত হওয়ার পর, ডাইরেক্ট-হিটিং ক্যাথোডকে উচ্চ তাপমাত্রায় উত্তপ্ত করা হয় (টাংস্টেন ফিলামেন্ট ক্যাথোডের জন্য প্রায় 2500℃), গরম ইলেকট্রন মুক্ত করে। উচ্চ ভোল্টেজ (10 থেকে 30kV) একটি শক্তিশালী বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র তৈরি করতে অ্যানোডে প্রয়োগ করা হয় যা ইলেকট্রনকে ত্বরান্বিত করে, তাদের উচ্চ শক্তি অর্জন করতে সক্ষম করে (গতিশক্তি E=eU, যেখানে e হল ইলেক্ট্রনের চার্জ এবং U হল ত্বরণ ভোল্টেজ)।
ইলেক্ট্রন রশ্মি ফোকাসিং এবং ডিফ্লেকশন: ফোকাসিং কয়েল একটি চৌম্বক ক্ষেত্র তৈরি করে, অপসারিত ইলেকট্রন রশ্মিকে একটি সূক্ষ্ম রশ্মিতে রূপান্তরিত করে (মাইক্রোমিটার স্তরের মতো ছোট ব্যাস সহ), এবং বিচ্যুতি কুণ্ডলী লক্ষ্যবস্তুর কেন্দ্রীয় অঞ্চলে সুনির্দিষ্ট বোমাবাজি নিশ্চিত করতে ইলেক্ট্রন বিমের দিকটি সূক্ষ্ম-সুর করতে পারে।
লক্ষ্যবস্তুর বাষ্পীভবন: একটি উচ্চ-শক্তির ইলেকট্রন রশ্মি লক্ষ্যবস্তুর পৃষ্ঠে বোমাবর্ষণ করে, গতিশক্তিকে তাপ শক্তিতে রূপান্তরিত করে, যার ফলে লক্ষ্যবস্তুর স্থানীয় তাপমাত্রা দ্রুত গলনাঙ্কের উপরে উঠে যায় (ধাতু লক্ষ্যমাত্রার জন্য সাধারণত 1000 থেকে 3000 ডিগ্রি সেলসিয়াস প্রয়োজন), যার ফলে লক্ষ্যবস্তু গলে যায় এবং লক্ষ্যবস্তু উচ্চ মাত্রায় গলে যায়। পারমাণবিক/আণবিক গ্যাস ফেজ।
পাতলা ফিল্ম জমা: লক্ষ্যবস্তুর গ্যাসের পর্যায় ভ্যাকুয়াম পরিবেশে সমস্ত দিকে ছড়িয়ে পড়ে এবং শেষ পর্যন্ত পূর্ব-চিকিত্সা করা ওয়ার্কপিসের পৃষ্ঠে সমানভাবে জমা হয়। একটি কোয়ার্টজ ক্রিস্টাল অসিলেটর দ্বারা রিয়েল টাইমে জমার হার পর্যবেক্ষণ করা হয়। প্রিসেট বেধ পৌঁছে গেলে, আবরণ সম্পূর্ণ করতে ইলেক্ট্রন বিম বোমাবাজি বন্ধ করা হয়।
ঐচ্ছিক প্রক্রিয়া সম্প্রসারণ: যদি যৌগিক ফিল্মগুলি (যেমন TiO₂, SiO₂) প্রস্তুত করার প্রয়োজন হয়, তাহলে জমা করার প্রক্রিয়ার সময় একটি উপযুক্ত পরিমাণে প্রতিক্রিয়া গ্যাস (যেমন অক্সিজেন) চালু করা যেতে পারে যাতে লক্ষ্যবস্তুর পরমাণু এবং গ্যাসের অণুগুলিকে ওয়ার্কপিস পৃষ্ঠে রাসায়নিক বিক্রিয়া করতে সক্ষম করে, কার্যকরী ফিল্ম তৈরি করে।
iii. মূল বৈশিষ্ট্য
ইলেক্ট্রন রশ্মির শক্তি ঘনীভূত এবং লক্ষ্যবস্তুর ব্যবহারের হার বেশি: সোজা বন্দুকের কাঠামো ইলেক্ট্রন রশ্মিকে কম শক্তি হ্রাস সহ লক্ষ্যবস্তুর পৃষ্ঠে সরাসরি বোমাবর্ষণ করতে সক্ষম করে। তাপ লক্ষ্যবস্তুর একটি স্থানীয় এলাকায় ঘনীভূত হয়, ক্রুসিবলের বড় আকারের গরম করা এড়িয়ে যায়। লক্ষ্যবস্তু ব্যবহারের হার 60% থেকে 80% পর্যন্ত পৌঁছাতে পারে (30% থেকে 50% প্রতিরোধের বাষ্পীভবন আবরণ মেশিনের চেয়ে অনেক বেশি)।
জমার হারের নিয়ন্ত্রণযোগ্য পরিসর প্রশস্ত: ইলেক্ট্রন রশ্মির কারেন্ট এবং ত্বরণ ভোল্টেজ সামঞ্জস্য করে, 0.1nm/s থেকে 10nm/s পর্যন্ত জমার হার অর্জন করা যেতে পারে, যা শুধুমাত্র অতি-পাতলা ফিল্ম (যেমন ন্যানোস্কেল অপটিক্যাল ফিল্ম) তৈরি করতে পারে না, তবে দ্রুত ধাতব ফিল্মের মতো পুরু কন্ডাক্টিভ ফিল্মও জমা করতে পারে।
বিভিন্ন উচ্চ-গলনাঙ্কের লক্ষ্যবস্তুর সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ: ইলেক্ট্রন রশ্মি বোমাবাজি অত্যন্ত উচ্চ স্থানীয় তাপমাত্রা (5000℃ পর্যন্ত) উৎপন্ন করতে পারে, যা উচ্চ-গলনাঙ্কের ধাতু যেমন টংস্টেন, মলিবডেনাম এবং ট্যানটালাম (গলনাঙ্ক > 2000℃) বাষ্পীভূত করতে সক্ষম, সেইসাথে যৌগিক বা রিফ্লাক্টর, যা কঠিন পদার্থের মতো। প্রতিরোধের বাষ্পীভবনের মাধ্যমে অর্জন করা।
উচ্চ ফিল্ম বিশুদ্ধতা এবং কম দূষণ: উচ্চ ভ্যাকুয়াম পরিবেশ অমেধ্যের মিশ্রণকে হ্রাস করে এবং স্ট্রেট বন্দুক ইলেক্ট্রন বন্দুকটিতে কোনও ক্রুসিবল দূষণ নেই (কিছু নিম্ন-গলনা-বিন্দু লক্ষ্যবস্তুতে এখনও ক্রুসিবল প্রয়োজন, তবে জড় পদার্থগুলি নির্বাচন করা যেতে পারে)। ফিল্ম বিশুদ্ধতা সাধারণত 99.9% থেকে 99.99% পর্যন্ত পৌঁছাতে পারে।
শক্তিশালী প্রক্রিয়া নমনীয়তা: একক-টার্গেট ডিপোজিশন, মাল্টি-টার্গেট ক্রমাগত জমা (মাল্টিলেয়ার ফিল্ম প্রস্তুত করার জন্য), এবং প্রতিক্রিয়াশীল ডিপোজিশন (যৌগিক ফিল্ম প্রস্তুত করার জন্য) সমর্থন করে। ফিল্ম কর্মক্ষমতা যেমন তাপমাত্রা, ভ্যাকুয়াম ডিগ্রী, এবং গ্যাস প্রবাহ হার হিসাবে পরামিতি সামঞ্জস্য দ্বারা কাস্টমাইজ করা যেতে পারে.
সরঞ্জামের কাঠামো তুলনামূলকভাবে সহজ এবং রক্ষণাবেক্ষণের খরচ মাঝারি: ম্যাগনেট্রন স্পুটারিং এবং RF লেপ মেশিনের তুলনায়, সরাসরি বন্দুক ইলেক্ট্রন বিম লেপ মেশিনে কম মূল উপাদান রয়েছে, একটি নিম্ন অপারেশন থ্রেশহোল্ড এবং ক্যাথোড (টাংস্টেন তার) এর মতো দুর্বল অংশগুলি প্রতিস্থাপন করা সুবিধাজনক। দীর্ঘমেয়াদী রক্ষণাবেক্ষণ খরচ নিয়ন্ত্রণযোগ্য।
iv. প্রধান সুবিধা
ফিল্মের গুণমান চমৎকার: জমাকৃত ফিল্মের উচ্চ ঘনত্ব, সূক্ষ্ম দানা, সাবস্ট্রেটে শক্তিশালী আনুগত্য রয়েছে (বিশেষ করে ধাতু এবং কাচের স্তরগুলির জন্য উপযুক্ত), এবং ভাল বেধের অভিন্নতা (বড়-ক্ষেত্রের ওয়ার্কপিসের জন্য অভিন্নতা ত্রুটি ≤±5%)।
উচ্চ জমা দক্ষতা এবং সংক্ষিপ্ত উত্পাদন চক্র: ইলেক্ট্রন বিমের একটি উচ্চ শক্তি রূপান্তর দক্ষতা (প্রায় 30% থেকে 50%) রয়েছে এবং লক্ষ্যবস্তুর বাষ্পীভবনের গতি দ্রুত। একই পুরুত্বের ফিল্মগুলির জমার সময় প্রতিরোধের বাষ্পীভবনের মাত্র 1/3 থেকে 1/2, এটিকে ব্যাপক উত্পাদনের জন্য উপযুক্ত করে তোলে।
লক্ষ্যবস্তুর অভিযোজনযোগ্যতা অত্যন্ত বিস্তৃত: নিম্ন-গলনা-বিন্দু ধাতু (অ্যালুমিনিয়াম, তামা), উচ্চ-গলনা-বিন্দু ধাতু (টাংস্টেন, মলিবডেনাম), অ্যালয়, অক্সাইড, ফ্লোরাইড, সালফাইড ইত্যাদি থেকে, প্রায় সমস্ত কঠিন আবরণ বিভিন্ন কার্যকরী প্রয়োজনীয়তা পূরণের জন্য অভিযোজিত হতে পারে।
ফিল্মের কর্মক্ষমতা সুনির্দিষ্টভাবে নিয়ন্ত্রিত করা যেতে পারে: ইলেক্ট্রন রশ্মির পরামিতি, জমা করার হার, ওয়ার্কপিস তাপমাত্রা ইত্যাদি সমন্বয় করে, ফিল্মের মূল সূচক যেমন স্ফটিকতা, কঠোরতা, আনুগত্য এবং অপটিক্যাল বৈশিষ্ট্যগুলি (যেমন প্রতিসরাঙ্ক সূচক, আলোক প্রেরণ) সুনির্দিষ্টভাবে নিয়ন্ত্রণ করা যায়।
পরিবেশ বান্ধব এবং দূষণমুক্ত: পুরো প্রক্রিয়া জুড়ে কোনো রাসায়নিক বর্জ্য তরল বা বর্জ্য গ্যাস তৈরি হয় না। সবুজ উৎপাদনের প্রয়োজনীয়তা পূরণ করে শুধুমাত্র বিদ্যুৎ এবং লক্ষ্যমাত্রার উপকরণ ব্যবহার করা হয়।
এটির প্রযোজ্য স্তরগুলির একটি বিস্তৃত পরিসর রয়েছে: এটি বিভিন্ন স্তর যেমন কাচ, সিলিকন ওয়েফার, ধাতু, সিরামিক এবং প্লাস্টিকের উপর প্রলেপ দেওয়া যেতে পারে (প্রাক-চিকিত্সা প্রয়োজন), এবং এটি স্তরগুলির সামান্য ক্ষতি করে (ইলেক্ট্রন রশ্মি সরাসরি সাবস্ট্রেটের সাথে যোগাযোগ করে না, এবং তাপ-আক্রান্ত অঞ্চল ছোট)।
V. সাধারণ অ্যাপ্লিকেশন পরিস্থিতি
অপটিক্যাল ফিল্ড (কোর অ্যাপ্লিকেশন):
অপটিক্যাল ফিল্ম তৈরি করা: যেমন চশমা লেন্স এবং ক্যামেরা লেন্সের জন্য এআর অ্যান্টি-রিফ্লেকশন ফিল্ম (SiO₂+TiO₂ মাল্টিলেয়ার ফিল্ম), লেজার লেন্সের জন্য এইচআর হাই-রিফ্লেকশন ফিল্ম (মাল্টিলেয়ার ডাইইলেকট্রিক ফিল্ম), এবং ফিল্টার ব্যান্ড/ফিল্টার ব্যান্ডের জন্য ইন্টারফারেন্স ফিল্টার ফিল্ম;
অন্যান্য অপটিক্যাল উপাদান: অপটিক্যাল ফাইবার, ডিসপ্লে প্যানেল এবং সোলার সেল কভারের জন্য অ্যান্টি-রিফ্লেক্টিভ/স্ক্র্যাচ-প্রতিরোধী ফিল্ম।
ইলেকট্রনিক্স এবং সেমিকন্ডাক্টর ক্ষেত্রে
সেমিকন্ডাক্টর চিপস: অ্যালুমিনিয়াম এবং তামার মতো ধাতুগুলির জন্য পরিবাহী ফিল্ম এবং টাইটানিয়াম এবং টাংস্টেনের বাধা ফিল্ম তৈরি করা;