Surface morphology, cohesive and adhesive properties of physical vapor deposited chromium and chromium composite thin films

• Main Author: Lazauskas, Algirdas
• Other Authors: Graigaliūnas, Viktoras
• Format: Doctoral Thesis
• Language: English
• Published: Lithuanian Academic Libraries Network (LABT) 2014
• Subjects: Materials Engineering; Thin films; Chromium; Composites; Diamond-like carbon; Plonos plėvelės; Chromas; Kompozitai; Deimanto tipo anglis
• Online Access: http://vddb.library.lt/fedora/get/LT-eLABa-0001:E.02~2014~D_20141105_162006-35788/DS.005.1.01.ETD

Chromium thin film on glass substrate is the backbone of lithographic mask production as well as in the manufacturing of precision scale gratings and reticles. The lithographic masks, precision scale gratings and reticles, which are widely used in metrology instruments, motion systems and high precision machining tools ranging from digital calipers to coordinate measuring machines, typically consist of the patterned chromium film on the top of the glass substrate. In proportion to the development of such systems and devices, as a rule, high quality is requested altering the requirements for chromium thin films. This work aims to develop thin films with low surface roughness and improved scratch/wear resistance as compared to conventional chromium thin films. It covers – the systematic study of substrate surface preparation methods for improved chromium thin film adhesion to substrate; properties of chromium thin films deposited on glass using different physical vapor deposition techniques; investigation of diamond-like carbon (DLC) films and DLC-polymer composites on chromium thin films; and development of novel chromium composite films. The systematic study showed that soda–lime–silica float glass substrate surface activation and contamination removal by O2 plasma treatment process and wet chemical processing with NH4OH and H2O2 in H2O solution can effectively improve chromium thin film adhesive bonding to the substrate. It was determined that two-step thermal deposition... [to full text] === Plona chromo plėvelė ant stiklo pagrindo yra pagrindinis litografinių kaukių, precizinių optinių liniuočių ir limbų gamybos komponentas, nes plėvelėje formuojami didelės skiriamosios gebos topografiniai piešiniai. Šie piešiniai yra plačiai naudojami moderniausiuose mikro- ir nanotechnologijų procesuose, įvairiuose metrologiniuose instrumentuose, judesio sistemose, precizinio tikslumo medžiagų apdirbimo staklėse, fotoelektriniuose linijinių ir kampinių poslinkių matavimo keitikliuose. Tokių sistemų ir įrenginių technologinis progresas kelia naujus aukštos kokybės reikalavimus plonoms chromo plėvelėms. Šiame darbe buvo siekiama sumažinti chromo plėvelių paviršiaus šiurkštumą bei pagerinti jų mechanines savybes (atsparumą įbrėžimams/dilimui). Disertacija apima stiklo (naudojamo litografinių kaukių, precizinių optinių liniuočių ir limbų gamyboje) paviršiaus paruošimo metodų efektyvumo sisteminę studiją, skirtingais fizikiniais metodais nusodintų plonų chromo plėvelių bei apsauginių deimanto tipo anglies (DLC) ir DLC-polimero kompozicinių plėvelių savybių tyrimą, o taip pat naujų chromo kompozicinių plėvelių sukūrimą. Sisteminiai tyrimai parodė, kad plonos chromo plėvelės adheziją su silikatiniu plukdytuoju stiklu labiausiai pagerina apdorojimas deguonies jonų plazmoje ir cheminis paviršiaus paruošimas amonio hidroksido ir vandenilio peroksido vandeniniame tirpale. Nustatyta, kad dviem žingsniais termiškai garintos plonos chromo plėvelės, po pirmo garinimo jas apdorojant... [toliau žr. visą tekstą]