Magnetronų purškimo dangos storio projektavimo metodas

Magnetronų purškimo dangų storio vienodumo projektavimo metodas

Magnetrono purškimo danga yra viena iš būtinų technologijų šiuolaikinėje pramonėje. Magnetrono purškimo dangos technologija plačiai naudojama skaidriose laidžiosiose plėvelėse, optinėse plėvelėse, super kietose plėvelėse, antikorozinės plėvelės, magnetinės plėvelės, anti-atspindinčios plėvelės, anti-atspindinčios plėvelės ir įvairių dekoratyvinių plėvelių. Ji vaidina vis svarbesnį vaidmenį nacionalinėje gynyboje ir nacionalinėje ekonominėje gamyboje. Filmo storio vienodumo, nusėdimo greičio ir tikslinės medžiagos panaudojimo normos dengimo procese yra labai susijusios su faktine gamyba. Šių problemų sprendimo būdas yra optimizuoti visų veiksnių, susijusių su purškimo nusodinimo procesu, projektą ir sukurti išsamią purškimo dangos projektavimo sistemą. Plėvelės storio vienodumas yra vienas iš svarbiausių parametrų purkštuvų nusodinimo procese, todėl labai svarbu teoriškai ir praktiškai ištirti visapusišką plėvelės storio vienodumo projektą.

IKS PVD, projektuosime PVD dulkių dengimo sistemą pagal kliento reikalavimą, pirmiausia jums pateiks protingą dizainą. Tada pritaikykite tinkamą mašiną.

Plėtojant magnetrono purškimo technologiją, įvairių technologijų proveržiai paprastai sutelkiami į plazmos susidarymą ir plazmos kontrolę. Kontroliuojant įvairių rūšių dalelių pasiskirstymo parametrus elektromagnetiniame lauke, temperatūros lauke ir erdvėje, plėvelės kokybė ir savybės gali atitikti įvairių pramonės šakų reikalavimus.

Plėvelės storio vientisumas yra glaudžiai susijęs su magnetrono purškimo tikslo darbo būsena, pvz., Taikinio ėsdinimo būsena ir taikinio elektromagnetinio lauko nustatymas ir tt Todėl, siekiant užtikrinti plėvelės storio vienodumą, užsienio plėvelė paruošimo įmonės arba dengiamųjų įrenginių gamybos įmonės turi savo pilną projektavimo schemų dengimo įrangą (įskaitant pagrindinį komponentą „taikinys“). Tuo pačiu metu yra daug įmonių, kurios specializuojasi tikslinės analizės, projektavimo ir gamybos srityse, ir atitinkamos taikomųjų programų kūrimo programinės įrangos kūrimas, atsižvelgiant į klientų reikalavimus, keliamus įrangos optimizavimui. Analizuojant ir projektuojant dengimo įrangą vis dar egzistuoja didelis atotrūkis tarp vidaus ir tarptautinio lygio.

Todėl būtina sukurti išsamią purškimo dangos projektavimo sistemą. Sistemos sukūrimas gali būti atliekamas atsižvelgiant į bendrą visapusišką projektą, o po to pagal projektą, palaipsniui, į bendrą visapusišką projektą, t. Y. visa tai „dinamiška dizaino koncepcija, nuolat tobulina projektavimo sistemą. Ar purškimo danga nurodys svarbius susijusius veiksnius, sužinosite vidinį jų tarpusavio ryšį, o tada sukurkite purškiamąją dangą, išsamią projektavimo sistemą, pagrįstą plėvelės storio vienodumo tyrimu ir numatydama pavėluotai į projektavimo sistemos programinę įrangą, įgyvendinti projektą plonas plėvelės vienodumas geras plėvelės plotas, suteikia tvirtą garantiją gamybai.

1. Projektavimo sistemos savybės

Purškimo plėvelės storio vienodumas yra vienas iš galutinių netiesioginio dengimo proceso matavimo standartų, apimančių visus dengimo proceso aspektus. Todėl būtina sukurti visapusišką purškimo plėvelės storio vientisumo projektavimo sistemą, kad būtų galima gaminti aukštos kokybės plėveles, turinčias gerą plėvelės storio vienodumą, klasifikuoti, apibendrinti ir apibendrinti visus purškimo plėvelės aspektus ir sužinoti jų vidinius santykius. Apskritai projektavimo sistemos sukūrimas turėtų turėti tam tikrus principus, kad būtų galima nustatyti pagrindinę organizacinę struktūrą. Jo pobūdis apibūdinamas iš šių keturių aspektų: (1) bendras: sistema reikalinga tam tikrame diapazone, kuris yra tinkamas arba universalus. Šiam projektui sistema gali atitikti pagrindinius procesinius reikalavimus, keliamus purškimo plėvelei ant pramoninio plokščio pagrindo, t. (2) specifiškumas: sistema, skirta tam tikriems mokslinių tyrimų objektams, kad būtų pasiektas geriausias taikymas. Didelio ploto plokščių substratų purškimo plėvelių atveju tai reiškia, kad purškimo plėvelių dydis tampa svarbia sistemos dalimi, pvz., Plėvelės vienodumas, pagrindo šildymo vienodumas, linijinis išsiplėtimas ir medžiagų deformacija, tikslinio paviršiaus srovės paskirstymas, dujų paskirstymas ir dujų paskirstymas. elektromagnetinio lauko pasiskirstymas. Ši problemų serija paryškinama pagal dydį. Taigi dydžio efektas tampa sistemos asmenybės problema. (3) atvirumas: kiekviena sistemos dalis yra organinis derinys ir nuolatinis vystymasis. Technologijų pažanga bus toliau plėtojama, siekiant pagerinti bendrą sistemos veikimą. Automatinės valdymo technologijos plėtra leidžia sistemai tapti galinga: plazminio spektro stebėjimo technologija purškimo procese ir elektromagnetinio lauko valdymo gebėjimas leidžia sistemai kontroliuoti viso purškimo proceso parametrus ir realizuoti puikų dizainą. Sistemos atvirumas priklauso horizontaliam vystymuisi. (4) paveldėjimas: sistema vystosi tam tikru mastu, tai atsitiks kiekybiniais pokyčiais kokybinių pokyčių procese. Remiantis pradine baowang funkcija, sistema nuolat tobulinama ir tobulinama. Plėtra plėvelės paruošimo technologija bus plėtojama plėtojant teoriją. Teoriniai nesubalansuotų magnetronų purškimo ir plazmos tyrimai paskatino tolesnę purškimo technologijos plėtrą. Tuomet sistema atnaujinama siekiant naujų funkcijų. Paveldėjimas yra vertikali sistemos plėtra.

2. Projektavimo sistemos sukūrimas

Apskritai, vienos sistemos dalies tobulinimas padidins bendrą funkciją, tuo pačiu sumažindamas sistemos priklausomybę nuo kai kurių dalių, arba gali būti suprantamas kaip: dviejų esminių sistemos veiksnių derinys į viena dalis. Integruotos projektavimo sistemos sukūrimas yra naudingas kiekvienos sistemos dalies vidaus loginių ryšių tyrimui.

Visapusiška didelės ploto purškimo dangos projektavimo sistema gali būti suskirstyta į tris dalis: dengimo įrangos T procesų projektavimas, dengimo proceso projektavimas ir kompiuterinis skaitinis modeliavimas kiekvienam procesui, atsižvelgiant į paveikslą l. Kiekviena dalis suskirstyta į tūkstančius aspektų, o dalys tarpusavyje sąveikauja. Atsižvelgiant į sistemos sudėtingumą, turėtų būti sukurtas pagrindinis sistemos etapas, siekiant supaprastinti projektavimo parametrus, kad būtų pagerintas jo praktiškumas.

2.1 dangos įrangos inžinerinis projektavimas

Skystų dulkių dengimui ji gali būti apskaičiuojama pagal vakuuminę sistemą, elektromagnetinį lauką, dujų paskirstymą, šiluminę sistemą ir kitus aspektus. Mechaninė gamyba ir kontrolė vyksta per visą projektavimo procesą, kaip parodyta 2 paveiksle.

2.1.1 vakuuminė sistema

Vakuuminės sistemos projektavimas yra gana brandi projektavimo dalis, kurią sudaro daugiausia keturios dalys:

(1) kameros struktūra - jos projektavimo formą nustato sistemos darbo režimas. Vakuuminė kamera gali būti suprojektuota kaip viena kamera, daugiakamerė ir gamybos linija. Kamerai, kuri gamina plokščią pagrindą, turi būti atliekamas stiprumas, standumas, stabilumas ir kitas optimizavimo projektas, atsižvelgiant į perdirbimo technologijos įgyvendinamumą ir paprastumą.

(2) medžiagų parinkimas - pagal vakuuminio proceso reikalavimus parinkite medžiagas, atitinkančias mažo sočiųjų garų slėgio reikalavimus, gerą šiluminį ir cheminį stabilumą, lengvą degazavimą ir mažą oro pralaidumą. Pavyzdžiui, austenitinis nerūdijantis plienas, aliuminio lydinys, anaerobinis varis ir pan. Didelio dydžio įrangai, siekiant sumažinti bendrą įrangos ar judančių dalių svorį, pirmenybę galima teikti aliuminio lydinio ir kitų lengvųjų metalų medžiagų pasirinkimui.

(3) vakuuminių komponentų projektavimas - vakuuminis sandariklis, elektrodų įvedimas, vamzdynas ir vožtuvas ir kt.

(4) vakuuminio siurblio ir vakuumo matuoklio parinkimas - paprastai galima projektuoti pagal bendruosius inžinerinius reikalavimus. Tikslus dizainas reikalauja kiekybinio proceso dujų tankio pasiskirstymo vakuuminėje kameroje. Skirtingi dujų tipai ir skirtingi vakuuminių kamerų valymo reikalavimai turi pasirinkti skirtingus vakuuminius siurblius ir vakuuminius matuoklius. Vakuuminio siurblio grąžinamoji alyva sukelia pagrindo taršą, o reakcijos dujos, pvz., Deguonis, oksiduoja siurblio alyvą. Todėl vakuuminis siurblys yra dažnai naudojamas kaip sausas aliejinis vakuuminis siurblys.

2.1.2 elektromagnetinis laukas

Santykinai tikslus elektromagnetinio lauko konstrukcijos tikslas yra imituoti elektromagnetinį lauką purškimo procese, o ne tik imituoti magnetroninio purškimo įrangos elektromagnetinį lauką, kai jis neveikia.

Maitinimo šaltinio pasirinkimas: „maitinimo šaltinio“ pasirinkimas turėtų būti nustatomas pagal skirtingą procesą, bendrą nuolatinės srovės maitinimą, jei maitinimo šaltinis, RF maitinimo šaltinis ir gali realizuoti įvairius hibridinio maitinimo šaltinius.

Medžiagų pasirinkimas: „RF“ maitinimo šaltinis, labai didelė problema yra valdoma jėga ir suderinimas. Didelės galios RF maitinimo elektrodų pakrovimo medžiagai reikalingas didelis paviršiaus laidumas ir geras cheminis stabilumas. Magnetiniu būdu valdomo objekto medžiagos gali būti suskirstytos pagal magnetinio pralaidumo lygį. Magnetiniai batai yra aukštos pralaidumo medžiagos, kurios paprastai yra grynas pramoninis geležis.

Anodas ir skydas: anodo konstrukcijoje turi būti atsižvelgiama į anodo konstrukcijos erdvę, potencialų santykį, dydį ir plotą bei medžiagų savybes, kad būtų užtikrintas stabilus purškimo procesas. Skydo konstrukcijoje pirmiausia reikėtų atsižvelgti į elektrinio lauko konstrukciją ir galimą ryšį, kad būtų užkirstas kelias netikslinėms medžiagoms purkšti ir užteršti plėvelę. Antra, atsižvelgiant į ekranavimo medžiagų efektyvumą, paprastai pasirenkamos medžiagos, turinčios mažai sočiųjų garų slėgio, didelės purškimo ribos ir atitinka vakuuminio proceso reikalavimus.

2.1.3 dujų paskirstymas

Dujų pasiskirstymas yra labai svarbus plokščių pagrindo dangai. Mechaninio konstrukcijos projektavimo metu dujų tankio pokytis yra mažesnis purškimo nusėdimo vietoje, o už teritorijos ribų sistemos srauto vadovas yra maksimalus, kad būtų pagerintas dujų panaudojimo lygis ir ekstrahavimo sistemos efektyvumas. Mechanines dalis ar struktūras, kontroliuojančias dujų paskirstymą, sudaro oro paskirstymo sistema, vakuuminės kameros struktūra ir siurbimo sistema.

2.1.4 šildymo sistema

Šildymo sistema, atitinkanti vakuuminę kepimo ir plėvelės augimo sistemą, reikalauja temperatūros sąlygų.

Pirmiau minėti keturi aspektai ir kiti aprašyti aspektai apima du mechaninio gamybos ir valdymo aspektus, todėl reikia atsižvelgti į tokius veiksnius kaip apdirbamumas ir atsako trukmė.

2.2 dengimo proceso projektavimas

Tarp skirtingų membraninių medžiagų reikia atsižvelgti į skirtingą nusodinimo procesą, skirtingų purškimo technologijų įgyvendinimą (nuolatinės srovės, tarpinio dažnio, radijo dažnio, impulso, reakcijos purškimo ir jų derinio bei technologijų plėtros ar naujos technologijos taikymo). ir tt), ta pačia technologija pritaikomi skirtingi proceso parametrai (galia, oro slėgis, nusėdimo metodai ir kt.), pirminis apdorojimas (valymas, pašildymas ir kt.), perdirbimas, terminis apdorojimas ir tt).

Visas dengimo procesas yra suskirstytas į keturis santykinai nepriklausomus procesus, atsižvelgiant į 3 paveikslą. Apskritai kalbant, parametrai, susiję su plazma, tikslinio paviršiaus ir substrato būklės pokyčiais, yra parametrai, kuriuos reikia kontroliuoti šiame procese.

Dujų išleidimas: spinduliuotės išsiskyrimas generuoja plazmą, išskiria darbines dujas, generuoja katijonus ir bombarduoja katodą, veikdamas elektrinio lauko metu, kartu su antriniais elektronų emisijomis ir kitais reiškiniais. Šviesos išlydžio plazmos tyrimas yra vienintelis būdas tirti purškimo nusodinimo procesą.

Sputteriavimo susidūrimas: paprastai purškimo susidūrimas yra tirti įkrautų jonų ir paviršiaus dalelių tarpusavio sąveiką ir tikslinių atomų bei atominių grupių susidarymo procesą. Plačiausiai naudojama teorija yra kaskados susidūrimo teorija. SRIM ir kita brandi imitavimo programinė įranga buvo plačiai naudojama purškimo modeliavimo procese.

Transporto procesas: tikslinių atomų judėjimas į substratą ir kitus paviršius tam tikru pradiniu greičiu, kartu su energijos ir impulsų pokyčiais, ir galiausiai netiesioginis transportavimo tūris (dalelių skaičius). Veikiant išoriniam laukui (masė, impulsas, energija), transporto procesas yra sudėtingesnis. MC ir kiti metodai (PIC, CIC, CFD ir kt.) Paprastai naudojami norint gauti ant substrato nusodintų dalelių skaičių. Supaprastinta dalelių gabenimo skaičiavimo metodas nuosėdines daleles padalija į sparčias daleles (nesudaro susidūrimo, tiesiai į pagrindo paviršių) ir lėtas daleles (susidūrimą, difuzijos judėjimą į pagrindo paviršių). Dujų šildymo, skiedimo ir purškimo vėjo (didelės energijos neutralios dalelės) poveikis susidaro dėl dujų ir energijos dalelių susidūrimo metu vykstančių impulsų ir energijos mainų.

Filmų augimas: tikslinių atomų difuzija, migracija ir agregacija ant substrato galiausiai lemia plėvelės augimą. Plonų plėvelių savybės yra glaudžiai susijusios su substratų temperatūros, grotelių konstantomis, paviršiaus būsenomis ir elektromagnetiniais laukais. Plėvelės savybės bus labai paveiktos vėlesniame etape, pvz., Atkaitinimas. MC ir kiti metodai paprastai naudojami plonos plėvelės augimui imituoti. Tuo pačiu metu kai kurios įmonės gali pasiekti profesionalią programinės įrangos membraninės sistemos projektavimą.

2.3 skaitmeninis modeliavimas

Sputterinio nusodinimo procesas buvo atkurtas kompiuteriniu modeliavimu, o projektavimo rezultatai buvo rodomi ir išanalizuoti, siekiant optimizuoti inžinerijos ir proceso projektavimą, kaip parodyta 4 paveiksle.

Inžinerinis projektavimas gali pasiekti parametrinį projektavimą: esamos komercinės programinės įrangos naudojimas: Pro / E, UG, Ansys ir kita antrinė plėtra. Proceso projektavimas yra imituoti purškimo procesą, projektuojant ar naudojant esamą programinę įrangą, analizuojant ir optimizuojant procesą ir analizuojant mechaninės struktūros įtaką procesui.

Projektavimo procesas kuriamas į bendrą projektavimo programinę įrangą, kad būtų galima atlikti 3D modeliavimą ir mechaninę visapusišką mechaninės struktūros (inžinerinio projektavimo dalies) analizę, realaus laiko modeliavimo procesą ir elektromagnetinio lauko, terminio lauko ir dalelių erdvinio pasiskirstymo analizę, taip pat modeliavimo proceso vizualizavimas proceso ir mechaninės struktūros optimizavimui. Geba keistis duomenimis su kita programine įranga.

Tolesnis vystymasis - perkelti visą projektavimo procesą nuo dalinio projektavimo prie bendrojo dizaino, kad kuo labiau pašalintume žmogiškuosius veiksnius. Sukurti pažangią programinės įrangos sistemą su ekspertų sistema, parametriniu dizainu, automatiniu valdymu ir nuotoliniu valdymu.

Dangos įrangos inžinerinis projektavimas, dengimo proceso projektavimas ir kompiuterinis skaitmeninis modeliavimas vienas kitą papildo: dengimo įranga lemia dengimo proceso realizavimą, dengimo procesas skatina dangos įrangos modernizavimą, ir aukštos kokybės kompiuterinis modeliavimas suteikia tvirtą paramą šių dviejų dizainų kūrimui.