改進(jìn)的過程氣體控制優(yōu)化反應(yīng)濺射

流量控制器中定制的閥門響應(yīng)算法產(chǎn)生更好的薄膜，可以更好地控制目標(biāo)的過渡狀態(tài)。

1、反應(yīng)濺射

反應(yīng)濺射是一種物理氣相沉積工藝，用于真空鍍膜。

該工藝通過將反應(yīng)氣體(如O2或N2)引入惰性氣體(如氬氣)產(chǎn)生的等離子體中，在基板上沉積復(fù)合材料涂層。

活性氣體被等離子體激活，然后與“目標(biāo)”(通常由金屬、合金或陶瓷組成)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成沉積在基材上的涂層材料。所得到的氧化物、氮化物或碳化物涂層賦予涂層低發(fā)射率、耐久性等特點(diǎn)。

反應(yīng)濺射沉積是制造和研發(fā)常用的方法，例如：

• 電視和手機(jī)的平板顯示器

• 太陽能電池上的光伏涂層

• 太陽鏡上的光學(xué)涂層

• 五金和汽車零部件的裝飾涂料

• 建筑玻璃隔熱涂料

Alicat氣體質(zhì)量流量控制器與常見的活性氣體兼容。這些氣體以及一些典型的化合物:

• 氧(O2) -生成諸如Al2O3、SiO2、TiO2、ITO(銦錫氧化物)等氧化物

• 氮(N2)產(chǎn)生氮化物，如錫，ZrN, CrN

• 乙炔(C2H2)或甲烷(CH4) -用于類金剛石薄膜

2、控制濺射過程

通過控制反應(yīng)氣體流量和時(shí)間，可以在一定程度上調(diào)整沉積速率和薄膜性能。使用流量控制不需要主動(dòng)反饋，但與閉環(huán)控制相比，沉積速率較低，薄膜性能可能會(huì)較低。

與流量控制相比，分壓閉環(huán)控制提供了更高的沉積速率，改善了薄膜性能。但是閉環(huán)控制需要主動(dòng)反饋控制，增加了工藝的復(fù)雜性和成本。

同樣重要的是，閉環(huán)控制系統(tǒng)對反饋?zhàn)龀隹焖俣鴾?zhǔn)確的響應(yīng)，以確保良好的涂層。

由于反應(yīng)是電化學(xué)的，可能在目標(biāo)暴露于氣體或基板暴露于等離子體云的毫秒內(nèi)發(fā)生，因此控制要求非常嚴(yán)格。

閉環(huán)控制系統(tǒng)通過反饋信號實(shí)時(shí)測量工藝條件。常用的反饋信號包括:

• 目標(biāo)電壓

• 等離子體的光學(xué)發(fā)射，通常稱為等離子體發(fā)射監(jiān)測或PEM

• 反應(yīng)氣體的分壓，用殘余氣體分析儀或RGA測量

3、避免目標(biāo)中毒

決定沉積質(zhì)量的另一個(gè)重要變量是濺射過程中目標(biāo)的狀態(tài)。增加的活性氣體流量，加速了化學(xué)反應(yīng)，但也會(huì)引起“目標(biāo)中毒”。

當(dāng)目標(biāo)中毒發(fā)生時(shí)，沉積速率降低，真空和電壓水平的不良變化，都會(huì)對目標(biāo)和基質(zhì)造成損害。閉環(huán)控制系統(tǒng)可以維持目標(biāo)的“過渡”狀態(tài)，避免中毒。

閉環(huán)控制也比流量控制涂層更靈活，允許多氣體和多區(qū)域的過程控制。Alicat 質(zhì)量流量控制器為涂層專家提供現(xiàn)場可調(diào)的PID，以達(dá)到任何質(zhì)量流量控制器快的響應(yīng)速度，改善工藝穩(wěn)定性和涂層室條件。

PID和PDF+算法通過改變響應(yīng)控制命令的速率和方式來優(yōu)化控制。有多種PID算法，允許用戶對任何過程控制信號產(chǎn)生好的流量控制響應(yīng)。

Alicat 質(zhì)量流量控制器與現(xiàn)有濺射工具上的機(jī)械和電氣連接兼容，通常用于升級或更新過程控制。有許多數(shù)字和模擬接口，包括RS-232和RS-485。它們可以與諸如DeviceNet和EtherNet/IP之類的協(xié)議相結(jié)合。

Alicat質(zhì)量流量控制器包括Gas Select™功能。有了它，您可以輕松地切換氣體，而無需進(jìn)行K系數(shù)計(jì)算或其他補(bǔ)償，因?yàn)槊總€(gè)質(zhì)量流量控制器都包含一個(gè)氣體特性數(shù)據(jù)庫，涵蓋整個(gè)工作壓力和溫度范圍。

結(jié)合氣體選擇和擴(kuò)大的200:1控制范圍，客戶大大減少了不同質(zhì)量流量控制器的數(shù)量，以滿足反應(yīng)濺射的需要。