這也是個在使用PEM閉鎖迴路控制時,經常遇到的問題:
到底要用MFC (Mass Flow Controller)就能夠擔負製程的重責大任? 還是需要使用PZT valve?
用一個很簡單的模型來分析就可以做出正確的判斷,不會選擇錯誤了。
要達成一個PEM閉鎖迴路控制的製程,需要下列的物件才能完成。
1. 感測頭: 將電漿光譜的光線收集傳遞給偵測器。這通常是由光學鏡頭與光纖組成的硬體,將光訊號傳遞到偵測器做光電訊號的轉換。因為是光速在傳遞訊號,所以需要的時間可以忽略。
2. 偵測器: 有感度十分靈敏的光電倍增管PMT (Photo-Multiplier Tube),通常轉換時間小於1 ns; 另外一種是CCD偵測器,轉換時間大約需要1~2 ms。
3. CPU / MPU軟體處理: 光訊號轉成電的訊號,經由電腦軟體的計算與處理產生可做控制的訊號輸出,需要的時間大約5-10 ms。
4. MFC或是PZT Valve: 控制反應性氣體流量的閥門從接收到電腦傳來的控制訊號到調整閥門開啟的大小到達指定的位置所需的時間,好的MFC最快可以在幾個ms達成,PZT Valve可以在小於1 ms內達成。
5. 氣體管路: 氣體經過氣閥後需要流經氣體管路到達真空噴出的位置,這段時間視真空鍍膜系統的真空抽氣設計來決定長短,通常需要20 ms(系統有很好的真空抽氣設計)到200 ms不等。
6. 擴散: 氣體抵達真空內部的噴嘴位置,會依照當時真空度的製程條件以擴散的方式離開噴嘴到達電漿製程的區域,這段時間通常小於1 ms.
重複這六個步驟就是一個完整的電漿反應性閉鎖迴路的控制流程。
因此,也很容易看出使用好的MFC大致就能滿足這種製程的要求了。
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2009/07/01
使用PEM在成膜均勻性與均質性的迷思
經常有人認為在真空電漿濺鍍系統上安裝了PEM (Plasma Emission Monitor)或是Emission Controller就可以改善鍍膜的均勻性。把PEM當作神看待,卻不知道這是個大錯特錯的觀念。PEM系統能夠控制鍍膜製程的穩定性,也就是鍍在待鍍物上的膜層的品質是穩定的,在成膜的方向上穩定地把相同品質的薄膜一直鍍到待鍍物上。這是PEM最大的效用,卻無法因為安裝使用了PEM而改善鍍膜厚度在待鍍物的面積分布上的均勻性。
要改善待鍍物表面成膜厚度的均勻性,需要從鍍膜設備的硬體設計下手,舉凡使用的幫浦種類、規格、抽氣位置與供氣的氣導設計,以及製程的條件要求等等。一旦成膜厚度的均勻性能夠達到一定的水準,在來使用PEM讓每個鍍膜控制區域內的成膜品質有最佳化的表現。這樣子才能讓均勻性與均質性的表現兩全其美。
要改善待鍍物表面成膜厚度的均勻性,需要從鍍膜設備的硬體設計下手,舉凡使用的幫浦種類、規格、抽氣位置與供氣的氣導設計,以及製程的條件要求等等。一旦成膜厚度的均勻性能夠達到一定的水準,在來使用PEM讓每個鍍膜控制區域內的成膜品質有最佳化的表現。這樣子才能讓均勻性與均質性的表現兩全其美。
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