Aufrüstung reaktiver Sputtering-Systeme mit geschlossenem Regelkreis

Reaktives Sputtern, ein physikalische Gasphasenabscheidung (PVD)-Technik wird zur Beschichtung von Oberflächen in einer Vielzahl von Fertigungsverfahren eingesetzt. Gängige Beispiele sind:

• Flachbildschirme für Fernsehgeräte und Handys
• Photovoltaische Beschichtungen auf Solarzellen
• Optische Beschichtungen auf Sonnenbrillen
• Dekorative Beschichtungen für Hardware und Automobilkomponenten
• Isolierbeschichtungen auf Architekturglas

Im Folgenden erörtern wir einige Herausforderungen, die bei reaktiven Sputteranwendungen auftreten, und schlagen Lösungen für die Massendurchflussregelung zur Aufrüstung Ihres PVD-Systems vor.

Herausforderungen: Regulierung des Reaktivgasflusses und Vermeidung von Zielvergiftungen

Der Partialdruck des reaktiven Gases beeinflusst die Eigenschaften der Dünnschicht erheblich. Da dieser Druck direkt proportional zum Gasdurchsatz ist, ist es entscheidend, die Menge und Verteilung des reaktiven Gases in der Vakuumkammer sorgfältig zu kontrollieren.

Es ist auch wichtig, den Zustand des Targets während des Sputterprozesses zu erhalten. Ein erhöhter Reaktivgasstrom beschleunigt zwar die chemische Reaktion, kann aber auch zu einer vollständigen Abdeckung des Targets oder einer "Targetvergiftung" führen. Dies kann zu einer Verringerung der Abscheiderate und zu Änderungen des Vakuums und der Spannung führen, die das Target und das Substrat beschädigen.

Lösung: Vielseitige, Drop-in kompatible Geräte mit geschlossenem Regelkreis

Eine Methode zur Steuerung im offenen Regelkreis kann verwendet werden, um reaktive Gasströme, Abscheidungsraten und Dünnschichteigenschaften mit einem gewissen Grad an Präzision zu modulieren. Allerdings ist eine viel engere Closed-Loop-Steuerung ist möglich, wenn Restgasanalysatoren (RGAs) in Kombination mit Massendurchflussreglern (MFCs) verwendet werden. RGAs können zur Überwachung der Partialdrücke von Gasen und zur Steuerung von Durchflussregler-Sollwerten verwendet werden, was die Kontrolle über den "Übergangszustand" des Ziels verbessert und eine Zielvergiftung verhindert.

 

Vorteile der Alicat-Massendurchflussregelung:

• Schnelle Reaktionszeiten | Elektrochemische Reaktionen können nur wenige Millisekunden nach dem Kontakt des Targets mit dem Substrat auftreten. Alicat MFCs haben eine Anzeige-Reaktionszeit von 10 ms und eine typische Regel-Reaktionszeit von 50-100 ms für Vakuumanwendungen. Die Steuerungen sind zusätzlich mit einem vor Ort einstellbaren PID-Algorithmusund bietet eine verbesserte Kontrollleistung.
• Kompatibilität mit gängigen reaktiven Gasen über einen breiten Durchflussbereich | Jedes MFC kann einfach umschalten zwischen 98+ vorinstallierte Gaskalibrierungen einschließlich Sauerstoff, Stickstoff, Acetylen und Methan mit einem Wert von 0,01% bis 100% überprüfbare Reichweite (10,000:1). Dadurch verringert sich die Anzahl der im Sputtering-Setup benötigten Geräte.
• Einfache Integration in bestehende Einrichtungen | Die Geräte sind mit den mechanischen und elektrischen Verbindungen der bestehenden Sputteranlagen kompatibel. Viele digitale und analoge Schnittstellen sind zusätzlich verfügbar, einschließlich RS-232 und RS-485 in Kombination mit DeviceNet, EtherNet/IP oder EtherCAT^®.

Alicat bietet verschiedene Gerätekonfigurationen an, so dass Sie diejenige auswählen können, die sich am besten in Ihre bestehende Einrichtung einfügt, ohne dass Sie sie umgestalten müssen:

• MCE-Serie SEMI-Standard-MFCs haben 1/4″-VCR-Anschlüsse, die durchgängig mit SEMI-Standard-MFCs übereinstimmen
• MCV-Serie MFCs haben auch 1/4″ VCR-Anschlüsse und ein pneumatisches Absperrventil.
• MC-Serie Standard-MFCs sind konfigurierbar mit einer Vielzahl von Anpassungsmöglichkeiten