Mètode de disseny per al gruix de la uniformitat dels recobriments de polvorització de magnetó

Mètode de disseny per a la uniformitat dels espessors de magnetron

El revestiment d'espremes de magnetó és una de les tecnologies indispensables en la indústria moderna. La tecnologia de recobriment d'espurnes de Magnetron s'utilitza àmpliament en films conductors transparents, pel·lícules òptiques, pel·lícules super dur, pel·lícula anticorrosiva, pel·lícula magnètica, pel·lícula anti-reflexió, pel·lícula anti-reflexió i pel·lícula decorativa. Té un paper cada cop més poderós en la defensa nacional i en la producció econòmica nacional. Els problemes de uniformitat del gruix de la pel·lícula, la taxa de deposició i la taxa d'utilització del material objectiu en el procés de recobriment estan molt preocupats per la producció real. El mètode per resoldre aquests problemes és optimitzar el disseny general de tots els factors que intervenen en el procés de deposició de polvorització i establir un sistema de disseny integral per a la polvorització del recobriment. La uniformitat del gruix de la pel·lícula és un dels paràmetres més importants en el procés de deposició de polvorització, de manera que té un gran valor teòric i pràctic per estudiar el disseny integral de la uniformitat del gruix de la pel·lícula.

IKS PVD, dissenyarem el sistema de recobriment de buit PVD, d'acord amb el requisit del client, fer un disseny raonable per a tu al principi. A continuació, personalitzeu una màquina adequada.

Durant el desenvolupament de la tecnologia de pulverización de magnetrons, els avenços en diverses tecnologies generalment se centren en la generació de plasma i el control de plasma. Al controlar els paràmetres de distribució de diferents tipus de partícules en camp electromagnètic, camp de temperatura i espai, la qualitat i les propietats del film poden satisfer els requisits de diverses indústries.

La uniformitat del gruix de la pel·lícula està estretament relacionada amb l'estat de funcionament de l'objectiu de bombament de magnetrons, com ara l'estat d'enfortiment del blanc i la configuració del camp electromagnètic del blanc, etc. Per tant, per garantir la uniformitat del gruix de la pel·lícula, la pel·lícula estrangera empreses de preparació o empreses de fabricació d'equips de recobriment tenen el seu propi conjunt complet de sistemes de disseny per a equips de recobriment (incloent el "blanc" del component central). Al mateix temps, hi ha moltes empreses especialitzades en anàlisi, disseny i fabricació de destinacions, i el desenvolupament de programari de disseny d'aplicacions rellevant, d'acord amb els requisits del client per al disseny d'optimització d'equips. Encara hi ha una gran diferència entre el nivell avançat nacional i internacional en l'anàlisi i disseny d'equips de recobriment.

Per tant, és imprescindible establir un sistema de disseny complet per al recobriment de polvorització. L'establiment del sistema es pot dur a terme de conformitat amb el disseny global integral d'una part del disseny i, posteriorment, per part del disseny progressivament en el disseny integral global, és a dir, "tot a la part, i després a la tot "aquest concepte de disseny dinàmic, millora constantment el sistema de disseny. Posarà a la llista de recobriments de polvorització els factors importants implicats, esbrinarà el vincle intern entre ells, i després establirà un recobriment de polvorització, un sistema de disseny integral basat en l'estudi de la uniformitat del gruix de la pel·lícula i presagia per arribar tard al programari del sistema de disseny, per implementar la preparació d'uniformitat del film prima una bona superfície de pel·lícula, proporcionen una forta garantia per a la producció.

1. Propietats del sistema de disseny

La uniformitat d'espessor de la capa de film és un dels estàndards finals per a la mesura indirecta del procés de recobriment, que implica tots els aspectes del procés de recobriment. Per tant, és necessari establir un sistema de disseny integral per a la uniformitat del espesor de la pel·lícula per a preparar pel·lícules d'alta qualitat amb una bona uniformitat del gruix de la pel·lícula, classificar, resumir i resumir tots els aspectes de la pel·lícula de foc i conèixer les seves relacions internes. En termes generals, l'establiment del sistema de disseny ha de tenir certs principis per determinar el seu marc organitzatiu bàsic. La seva naturalesa es descriu a partir dels quatre aspectes següents: (1) general: el sistema es requereix que un rang determinat sigui aplicable o universal. Per a aquest projecte, el sistema pot satisfer els requisits bàsics del procés de filmació de polvorització sobre el substrat pla industrial, és a dir, els problemes habituals del procés de filmació de pols. (2) particularitat: el sistema d'objectes d'investigació específics per aconseguir la millor aplicabilitat. Pel que fa a les pel·lícules de pols de substrat pla gran de superfície, vol dir que l'efecte de la mida en les pel·lícules de polvorització es converteix en una part important del sistema, com ara la uniformitat del film, la uniformitat de calefacció del substrat, l'expansió lineal i la deformació dels materials, la distribució actual de superfície meta, distribució electromagnètica de camp. Aquesta sèrie de problemes es destaca per l'efecte de mida. Així, l'efecte de mida es converteix en el problema de la personalitat del sistema. (3) obertura: cada part del sistema és la combinació orgànica i el desenvolupament continu. Amb el progrés de la tecnologia, cada part de la funció es desenvoluparà, a fi de millorar el rendiment general del sistema. El desenvolupament de la tecnologia de control automàtic fa que el sistema sigui potent: la tecnologia de monitorització de l'espectre de plasma en el procés de polvorització i la capacitat de control del camp electromagnètic permeten al sistema controlar els paràmetres de tot el procés de polvorització fins arribar a la màxima extensió i adonar-se de bon disseny. L'obertura del sistema pertany al desenvolupament horitzontal. (4) herència: el sistema es desenvolupa fins a cert punt, passarà pel canvi quantitatiu del procés de canvi qualitatiu. Sobre la base de la funció original de Baowang, el sistema es millora i millora constantment. La tecnologia de preparació de pel·lícules primes es desenvoluparà amb el desenvolupament de la teoria. La investigació teòrica sobre l'espolviment i plasma de magnetron no equilibri ha promogut el desenvolupament ulterior de la tecnologia de polvorització. A continuació, el sistema s'actualitza per aconseguir noves funcions. L'herència és el desenvolupament vertical del sistema.

2. Establiment del sistema de disseny

En general, la millora d'una part del sistema conduirà a la millora de la funció global, tot reduint la dependència del sistema en algunes parts, o bé es pot entendre com: la combinació orgànica de dos factors essencials del sistema en una part. L'establiment del sistema de disseny integrat és útil per a l'estudi de les relacions lògiques internes de cada part del sistema.

El sistema de disseny integral del recobriment de polvorització de gran superfície es pot dividir en tres parts: disseny de processos T d'equips de recobriment, disseny de processos de recobriment i simulació numèrica numèrica de cada procés, referint-se a la figura l. Cada part es divideix en milers d'aspectes, i les parts interactuen entre si. A causa de la complexitat del sistema, s'hauria d'establir l'etapa principal del sistema per simplificar els paràmetres de disseny per millorar la seva practicabilitat.

2.1 disseny d'enginyeria d'equips de recobriment

Per al recobriment de polvorització, es pot calcular a partir del sistema de buit, camp electromagnètic, distribució de gasos, sistema tèrmic i altres aspectes. La fabricació i el control mecànics s'executen a tot el procés de disseny d'enginyeria, tal com es mostra a la figura 2.

2.1.1 sistema de buit

El disseny del sistema de buit és una part de disseny relativament madur, que inclou principalment les següents quatre parts:

(1) estructura de cambra: el seu mode de disseny està configurat pel mode de treball del sistema. La càmera de buit es pot dissenyar com a càmera única, multi càmera i línia de producció. Per a la càmera que produeix el substrat pla, s'ha de dur a terme la força, rigidesa, estabilitat i un altre disseny d'optimització, tot considerant la viabilitat i simplicitat de la tecnologia de processament.

(2) selecció de material - d'acord amb els requisits del procés de buit, seleccioneu materials que compleixin els requisits de baixa pressió de vapor de saturació, bona estabilitat tèrmica i química, desgasificació fàcil i permeabilitat d'aire baix. Per exemple, acer inoxidable austenític, aliatge d'alumini, coure anaeròbic, etc. Per a equips de gran grandària, per reduir el pes general de l'equip o parts mòbils, es pot donar prioritat a la selecció d'aliatge d'alumini i altres materials lleugers de metall.

(3) disseny de components de buit: segell de buit, introducció d'elèctrodes, canonada i vàlvula, etc. Els elements de buit utilitzats en diferents condicions de procés són diferents.

(4) selecció de la bomba de buit i el manòmetre del buit - generalment es pot dissenyar d'acord amb els requisits d'enginyeria comuns. El disseny exacte requereix un càlcul quantitatiu de la distribució de densitat de gas en una càmera de buit. Els diferents tipus de gas i diferents necessitats de neteja de la cambra de buit han d'escollir diferents bombes de buit i de buit. L'oli de retorn de la bomba de buit causarà contaminació al substrat, i el gas de reacció com l'oxigen oxidarà l'oli de la bomba. Per tant, la bomba de buit d'oli sec se sol triar com a sistema de bombeig de buit.

2.1.2 El camp electromagnètic

El disseny del camp electromagnètic relativament precís és simular el camp electromagnètic en el procés de polvorització, en comptes de simular el camp electromagnètic de l'equip de pulverización magnetron quan no funciona.

L'elecció de la font d'alimentació: l'elecció de la "font d'alimentació" s'ha de determinar d'acord amb els diferents processos, subministrament elèctric comú, si s'administra energia, subministrament d'energia rf i es pot realitzar una varietat de mode de subministrament d'energia de la font d'alimentació híbrida.

Selecció de material: per a la font d'alimentació rf, la potència tripulada i la concordança són un assumpte molt important. El material de càrrega d'elèctrodes de la font d'alimentació d'alta potència rf requereix una gran conductivitat superficial i una bona estabilitat química. Els materials del blanc magnètic controlat es poden dividir segons el nivell de permeabilitat magnètica. Les botes magnètiques són materials d'alta permeabilitat, que generalment són de ferro industrial pur.

Ànode i escut: s'ha de considerar la posició espacial, la relació potencial, la mida i la superfície, així com les propietats materials de l'ànode en el disseny de l'ànom per garantir un procés de polvorització estable. En el disseny de l'escut, el disseny del camp elèctric i la relació potencial s'han de considerar primer per prevenir que els materials que no siguin objectius siguin espurats i contaminin la pel·lícula. En segon lloc, tenint en compte l'execució dels materials de blindatge, generalment es seleccionen materials amb baixa pressió de vapor de saturació, llindar d'alta espurna i que compleixen els requisits del procés de buit.

2.1.3 distribució de gas

La distribució de gas és extremadament important per al recobriment del substrat de la placa. A través del disseny d'estructures mecàniques, la velocitat de canvi de la densitat de gas es minimitza en l'àrea de deposició de polvorització, mentre que fora de la zona, la guia de flux del sistema es maximitza per millorar la velocitat d'utilització del gas i l'eficiència del sistema d'extracció. Les parts o estructures mecàniques que controlen la distribució de gas inclouen el sistema de distribució d'aire, l'estructura de la càmera de buit i el sistema de bombament.

2.1.4 sistema de calefacció

Sistema de calefacció per satisfer el sistema de buit de cocció i el creixement del film requereix condicions de temperatura.

Els quatre aspectes descrits anteriorment i altres que no es descriuen impliquen tots dos aspectes de la fabricació i el control mecànics, de manera que es consideren factors com la maquinabilitat i el temps de resposta.

2.2 disseny del procés de recobriment

Entre diferents materials de membrana s'ha de considerar necessitar un procés de deposició diferent, la implementació de la tecnologia de polvorització diferent (DC, freqüència intermèdia, freqüència de ràdio, pols, reacció de polvorització, i la combinació entre ells i el desenvolupament de tecnologia o l'aplicació de noves tecnologies , etc.), el mateix ajustament tecnològic de diferents paràmetres de procés (potència, pressió d'aire, mètodes de deposició, etc.), pretractament (neteja, preescalfament, etc.), reprocessat, tractament tèrmic, etc.).

Tot el procés de recobriment es divideix en quatre processos relativament independents, referint-se a la figura 3. En termes generals, els paràmetres que impliquen el plasma, la superfície diana i el canvi de l'estat del substrat són en gran mesura paràmetres que cal controlar en el procés.

Descàrrega de gasos: la descàrrega de resplendors genera plasma, dissocia gasos de treball, genera cations i bombardes de càtode sota l'acció del camp elèctric, acompanyada d'emissions secundàries d'electrons i altres fenòmens. L'estudi del plasma de descàrrega de lluentor és l'única manera d'estudiar el procés de deposició de polvorització.

Colisión de polvorització: en general, la col.lisió de polvorització és estudiar la interacció entre els ions carregats i les partícules superficials de l'objectiu, i el procés de generació dels àtoms de destinació i els cúmuls atòmics. La teoria més usada és la teoria de col·lisions en cascada. El SRIM i un altre programari de simulació madur han estat àmpliament utilitzats en el procés de simulació de polvorització.

Procés de transport: el moviment dels àtoms objectiu cap al substrat i altres superfícies amb certa velocitat inicial, acompanyat de canvis en energia i momentum, i finalment el volum de transport direccional net (nombre de partícules). Sota l'acció del camp extern (massa, impuls, energia), el procés de transport és més complicat. MC i altres mètodes (PIC, CIC, CFD, etc.) s'utilitzen habitualment per obtenir el nombre de partícules dipositades en el substrat. El mètode simplificat de càlcul del transport de partícules divideix les partícules sedimentàries en partícules ràpides (sense col·lisió, directament a la superfície del substrat) i partícules lentes (col·lisió, moviment de difusió a la superfície del substrat). Els efectes de l'escalfament de gas, l'aprimament i el vent de l'espurros (partícules neutres d'alta energia) són el resultat de l'impuls i l'intercanvi energètic entre gas i partícules energètiques a través de la col·lisió.

Creixement de la pel·lícula: la difusió, la migració i l'agregació dels àtoms objectiu en el substrat eventualment condueixen al creixement de la pel·lícula. Les propietats de les pel·lícules primes estan estretament relacionades amb la temperatura, les constants de gelosia, els estats de la superfície i els camps electromagnètics dels substrats. Les propietats de la pel·lícula es veuran greument afectades pel tractament de la pel·lícula en la fase posterior, com ara el recuit. MC i altres mètodes s'utilitzen generalment per simular el creixement de pel·lícules primes. Al mateix temps, algunes empreses poden aconseguir un disseny de sistema de membranes de programari professional.

2.3 disseny de simulació numèrica

El procés de deposició de polvorització es va reproduir mitjançant simulació per ordinador, i es van mostrar i analitzar els resultats del disseny per optimitzar el disseny d'enginyeria i processos, tal com es mostra a la figura 4.

El disseny d'enginyeria pot aconseguir un disseny paramètric: l'ús del programari comercial existent: Pro / E, UG, Ansys i altres desenvolupaments secundaris. El disseny del procés és simular el procés de polvorització mitjançant el disseny o l'ús del programari existent per analitzar i optimitzar el procés i analitzar la influència de l'estructura mecànica en el procés.

El procés de disseny es desenvolupa en un programari de disseny general per a la realització de models de modelatge i anàlisi de rendiment mecànic integral de l'estructura mecànica (part del disseny d'enginyeria), simulació en temps real del procés i anàlisi del camp electromagnètic, el camp tèrmic i la distribució espacial de partícules, així com visualització del procés de simulació per a l'optimització del procés i l'estructura mecànica. Capaç d'intercanviar dades amb altres programes.

El desenvolupament posterior és transferir tot el procés de disseny des del disseny parcial fins al disseny general per eliminar en gran mesura els factors humans. Desenvolupar un sistema intel·ligent de programari amb un sistema expert, disseny paramètric, control automàtic i operació remota.

El disseny d'enginyeria de l'equip de recobriment, el disseny del procés de recobriment i la simulació numèrica informàtica dels dos són complementaris entre si: l'equip de recobriment determina la realització del procés de recobriment, el procés de recobriment promou l'actualització dels equips de recobriment, i el disseny d'alta simulació per ordinador proporciona un fort suport per al disseny dels dos.