Vaakum viitab gaasi olekule antud ruumis, mis on alla ühe atmosfäärirõhu. Lihtsamalt öeldes tähendab see suurema osa gaasimolekulide anumast eraldamist, mille tulemuseks on välisest atmosfäärirõhust palju madalam rõhk.
Mikroskoopilisest vaatenurgast vaakum ei tähenda aine täielikku puudumist. Vaakumis võib siiski olla väikeses koguses gaasimolekule, ioone, footoneid jne. Nende ainete kogus on aga väga väike, mis annab vaakumkeskkonnale mõned erilised omadused, nagu madal rõhk, kõrge isolatsioon, madal soojusülekanne jne.
Vaakumi võib üldiselt jagada järgmisteks tasemeteks:
Madal vaakum: rõhuvahemik on tavaliselt umbes 101325Pa (üks standardatmosfäär) kuni 1333Pa. Selles vahemikus on veel üsna vähe gaasimolekule, mida kasutatakse peamiselt mõnede töötlemata vaakumrakenduste jaoks, nagu vaakumkuivatus, vaakumvormimine jne.
Keskmine vaakum: rõhuvahemik on ligikaudu 1333 Pa kuni 1,33 × 10⁻¹ Pa. Keskmise vaakumkeskkonnas väheneb gaasimolekulide arv veelgi, mida saab kasutada vaakummetallurgia ja vaakumkatte mõnes esialgses etapis.
Kõrgvaakum: rõhuvahemik 1,33 × 10⁻¹ Pa kuni 1,33 × 10⁻⁶ Pa. Kõrgvaakumi tingimustes on gaasimolekulid väga haruldased ja sobivad ülitäpseks vaakumkatmiseks, elektronkiire keevitamiseks,vaakumkuumtöötlusjne.
Ülikõrge vaakum: rõhk alla 1,33 × 10⁻⁶ Pa. Ülikõrge vaakumiga keskkondades ei esine peaaegu üldse gaasimolekule, mida kasutatakse peamiselt mõnes tipptasemel teadusliku uurimistöö valdkonnas, näiteks pinnateaduses, teatud võtmeprotsessidespooljuhtide tootminejne.
Vaakumtehnoloogia roll pihustuskatmisel
Lisandite välistamine: vaakumkeskkonnas on gaasimolekulide arv oluliselt vähenenud, mis võib tõhusalt kõrvaldada õhus olevad lisandid, nagu hapnik, lämmastik, veeaur jne. Need lisandid reageerivad sihtmaterjali ja substraadiga, mõjutades filmi kvaliteet ja jõudlus. Vaakumtehnoloogia abil saab luua kõrge puhtusastmega keskkonna, mis tagab kile puhtuse ja stabiilsuse.
Parandage pihustamise efektiivsust: vaakumkeskkonnas on ioonide liikumine vabam ja seda ei mõjuta sellised tegurid nagu õhutakistus. See võimaldab ioonidel põrkuda sihtmaterjaliga suurema kiiruse ja energiaga, parandades seeläbi pihustamise efektiivsust. Lisaks võib vaakum vähendada ioonide hajumist ja kokkupõrget ning parandada ioonide kasutamise efektiivsust.
Katte parameetrite juhtimine: vaakumtehnoloogia abil saab katmisprotsessi ajal täpselt juhtida selliseid parameetreid nagu õhurõhk, temperatuur ja võimsus. Nende parameetrite reguleerimisega saab saavutada kontrolli kile paksuse, koostise, struktuuri ja muude aspektide üle. Näiteks saab õhurõhu muutmisega reguleerida ioonide energiat ja tihedust, mõjutades seeläbi õhukeste kilede kasvukiirust ja kvaliteeti.
Kile kvaliteedi parandamine: vaakumtingimustes valmistatud õhukestel kiledel on suurem puhtus, parem ühtlus ja väiksem defektide tihedus. Seda seetõttu, et vaakum võib eemaldada lisandid ja kontrollida katte parameetreid, vähendades seeläbi kile defekte ja lisandeid. Lisaks võib vaakum vähendada õhukeste kilede oksüdeerumist ja saastumist, parandada nende stabiilsust ja vastupidavust.
