Метод за проектиране на дебелината на равномерността на покритията с магнетронно разпрашаване

Метод за проектиране на дебелината на дебелината на магнетроновите покрития

Магнетроновото разпръскващо покритие е една от незаменимите технологии в съвременната индустрия. Магнетроновото разпръскващо покритие е широко използвано в прозрачен проводящ филм, оптичен филм, супер твърд филм, антикорозионен филм, магнитно фолио, антирефлексивен филм, антирефлексен филм и различни декоративни филми. Тя играе все по-мощна роля в националната отбрана и националното икономическо производство. Проблемите с еднородността на дебелината на филма, степента на отлагане и степента на използване на целевия материал в процеса на нанасяне на покритие са много загрижени за реалното производство. Методът за решаване на тези проблеми е да се оптимизира цялостното проектиране на всички фактори, включени в процеса на разпрашване, и да се създаде цялостна система за проектиране на разпръскващо покритие. Еднаквост на дебелината на филма е един от най-важните параметри в процеса на отлагане на разпрашаването, така че е от голяма теоретична и практическа стойност да се проучи цялостната конструкция на дебелината на филма.

IKS PVD, ние ще проектираме PVD система за вакуумно покритие, според изискванията на клиента, направете разумен дизайн за вас на първо място. След това персонализирайте подходяща машина.

По време на разработването на магнетронова технология за разпрашване, пробивите в различните технологии обикновено се фокусират върху генерирането на плазма и контрола на плазмата. Чрез контролиране на параметрите на разпределение на различните видове частици в електромагнитното поле, температурното поле и пространството, качеството и свойствата на филма могат да отговорят на изискванията на различни индустрии.

Еднаквостта на дебелината на фолиото е тясно свързана с работното състояние на магнетроновото разпръскване, като например ецване на целта и настройка на електромагнитното поле на целта и т.н. Следователно, за да се гарантира еднаквост на дебелината на филма, чужд филм Предприятията за подготовка или фирмите за производство на покритие имат собствен пълен набор от схеми за оборудване за покритие (включително основния компонент „цел“). В същото време има много компании, специализирани в анализ на цели, проектиране и производство, както и разработване на софтуер за проектиране на приложения, в съответствие с изискванията на клиента за проектиране на оборудване за оптимизация. Все още има голяма разлика между вътрешното и международното ниво в анализа и проектирането на оборудването за покрития.

Ето защо е наложително да се създаде цялостна система за проектиране на разпрашително покритие. Създаването на системата може да бъде извършено в съответствие с цялостния цялостен дизайн към част от дизайна, а след това от част от дизайна постепенно в цялостния цялостен дизайн, т.е. "цялата част, а след това до цяла "тази динамична дизайнерска концепция, непрекъснато подобрява системата за проектиране. Ще разпръсне ли покритие на важните фактори, ще открие вътрешната връзка между тях, и след това ще създаде разпръскващо покритие, цялостна система за проектиране, базирана на изследването на дебелината на дебелината на фолиото, и ще направи предварителен замисъл в софтуерната система за проектиране, за да осъществи подготовката равномерност на тънък слой филм голяма площ, осигуряват силна гаранция за производството.

1. Проектирайте свойствата на системата

Униформеността на дебелината на разпрашаващия филм е един от крайните стандарти за индиректно измерване на процеса на нанасяне на покритие, който включва всички аспекти на процеса на нанасяне на покритие. Следователно е необходимо да се създаде цялостна система за проектиране за еднаквост на дебелината на разпрашаващия филм, за да се приготвят висококачествени филми с добра еднородност на дебелината на филма, да се класифицират, обобщят и обобщят всички аспекти на разпръскващия филм и да се открият техните вътрешни отношения. Общо казано, създаването на система за проектиране трябва да има определени принципи за определяне на нейната основна организационна рамка. Неговата природа е описана от следните четири аспекта: (1) общо: системата е необходима в определен диапазон е приложима или универсална. За този проект, системата може да отговори на основните технологични изисквания на разпрашаващия филм върху индустриалната плоска подложка, т.е. на общите проблеми на процеса на разпрашаване на филма. (2) особеност: системата за специфични изследователски обекти за постигане на най-добрата приложимост. За плоски субстратни разпръскващи филми с голяма площ, това означава, че размерният ефект в разпръскващите се фолиа става важна част от системата, като равномерност на филма, равномерност на нагряване на субстрата, линейно разширяване и деформация на материалите, разпределение на тока на повърхността на мишената, разпределение на газа и разпределение на електромагнитното поле. Тази серия от проблеми се подчертава от ефекта на размера. Така размерният ефект става личностен проблем на системата. (3) откритост: всяка част от системата е органична комбинация и непрекъснато развитие. С напредъка на технологията, всяка част от функцията ще бъде доразвита, така че да се подобри цялостната работа на системата. Развитието на технологията за автоматичен контрол прави системата мощна: технологията за наблюдение на плазмения спектър в процеса на разпрашване и контролната способност на електромагнитното поле позволяват на системата да контролира максимално параметрите на целия процес на разпрашване и да реализира фин дизайн. Отвореността на системата принадлежи към хоризонталното развитие. (4) наследяване: системата се развива до известна степен, това ще се случи чрез количествената промяна в процеса на качествена промяна. Въз основа на оригиналната функция на baowang, системата постоянно се подобрява и подобрява. Технологията за подготовка на тънък филм ще бъде разработена с развитието на теорията. Теоретичните изследвания върху неравновесното магнетронно разпрашаване и плазмата са допринесли за по-нататъшното развитие на технологията за разпрашаване. След това системата се обновява за постигане на нови функции. Наследството е вертикалното развитие на системата.

2. Създаване на системата за проектиране

Като цяло подобряването на една част от системата ще доведе до повишаване на цялостната функция, като същевременно ще намали зависимостта на системата от някои части, или може да се разбере като: органичната комбинация от два основни фактора на системата в една част. Създаването на интегрирана система за проектиране е полезно за изучаването на вътрешните логически отношения на всяка част от системата.

Цялостната система за проектиране на покритие с разпръскване на големи площи може да бъде разделена на три части: Т процесно проектиране на оборудване за нанасяне на покрития, проектиране на процес на нанасяне на покрития и компютърен числен дизайн на всеки процес, отнасящ се до фигура 1. Всяка част е разделена на хиляди аспекти и частите си взаимодействат. Поради сложността на системата, първият етап на системата трябва да бъде създаден, за да се опростят проектните параметри за подобряване на неговата практичност.

2.1 инженерно проектиране на покривно оборудване

За разпрашване покритието може да се изчисли от вакуумна система, електромагнитно поле, газоразпределение, топлинна система и други аспекти. Механичното производство и контрол преминават през целия процес на инженерно проектиране, както е показано на фигура 2.

2.1.1 вакуумна система

Проектирането на вакуумната система е относително зряла част от дизайна, която включва главно следните четири части:

(1) камерна структура - формата му се определя от работния режим на системата. Вакуумната камера може да бъде проектирана като еднокамерна, многокамерна и производствена линия. За камерата, която произвежда плосък субстрат, трябва да се извърши якост, твърдост, стабилност и друга оптимизация, като същевременно се отчита приложимостта и простотата на технологията на обработка.

(2) избор на материал - в съответствие с изискванията на вакуум процес, изберете материали, които отговарят на изискванията за ниско налягане на насищане на парите, добра термична и химическа стабилност, лесно дегазиране и ниска пропускливост на въздуха. Например, аустенитна неръждаема стомана, алуминиева сплав, анаеробна мед и така нататък. За оборудване с голям размер, за да се намали общото тегло на оборудването или движещите се части, може да се даде приоритет на избора на алуминиева сплав и други леки метални материали.

(3) проектиране на вакуумни компоненти - вакуумно уплътнение, въвеждане на електроди, тръбопровод и вентил и др. Вакуумните елементи, използвани при различни условия на процеса, са различни.

(4) избор на вакуумна помпа и вакуум габарит - обикновено могат да бъдат проектирани в съответствие с общите инженерни изисквания. Точният дизайн изисква количествено изчисляване на разпределението на плътността на технологичния газ във вакуумна камера. Различните видове газ и различните изисквания за почистване на вакуумната камера трябва да избират различни вакуумни помпи и вакууммери. Обратното масло от вакуумната помпа ще предизвика замърсяване на субстрата и реакционният газ като кислород ще окисли маслото на помпата. Затова като вакуумна помпа често се избира суха безмаслена вакуумна помпа.

2.1.2 електромагнитното поле

Сравнително точната конструкция на електромагнитното поле е да се симулира електромагнитното поле в процеса на разпрашване, а не само да се симулира електромагнитното поле на магнетроновото разпръскващо оборудване, когато то не работи.

Изборът на захранване: изборът на "захранване" трябва да се определя в зависимост от различните процеси, обикновенно захранване с постоянен ток, ако има захранване, RF захранване и може да реализира разнообразие от режим на захранване с хибридно захранване.

Избор на материали: за високоенергийно захранване, захранването и съчетаването на хора са много важен въпрос. Материалът за зареждане на електрод с високоенергийно захранване изисква висока повърхностна проводимост и добра химическа стабилност. Материалите в магнитно контролираната мишена могат да бъдат разделени според нивото на магнитна пропускливост. Магнитните ботуши са материали с висока пропускливост, които обикновено са чисто промишлено желязо.

Анод и щит: пространствената позиция, потенциалната връзка, размер и площ, както и свойствата на материала на анода трябва да се разглеждат в анодния дизайн, за да се осигури стабилен процес на разпрашване. При проектирането на екрана, първо трябва да се помисли за проектиране на електрическо поле и потенциална връзка, за да се предотврати разпръскването и замърсяването на нецелеви материали. На второ място, като се вземат предвид характеристиките на защитните материали, обикновено се избират материали с ниско налягане на насищане на парите, висок праг на разпрашаване и съобразени с изискванията на вакуумния процес.

2.1.3 газоразпределение

Разпределението на газа е изключително важно за покритието на пластините. Чрез конструкцията на механичната структура, скоростта на промяната на плътността на газа е сведена до минимум в зоната на разпрашаване, докато извън зоната, водачът на потока на системата е максимално увеличен, за да се подобри степента на използване на газа и ефективността на екстракционната система. Механичните части или структури, контролиращи газоразпределението, включват системата за разпределение на въздуха, структурата на вакуумната камера и помпената система.

2.1.4 отоплителна система

Отоплителна система за посрещане на вакуумната система за печене и нарастване на филма, изискващи температурни условия.

Горните четири аспекта и други, които не са описани, включват два аспекта на механичното производство и контрол, така че трябва да се вземат предвид фактори като машинна способност и време за реакция.

2.2 дизайн на покритието

Между различните мембранни материали трябва да се има предвид необходимостта от различен процес на отлагане, прилагането на различни технологии за разпрашване (постоянен ток, междинна честота, радиочестота, импулс, разпръскване на реакцията и комбинация между тях и развитието на технологиите, или прилагането на нова технология). и т.н.), една и съща технологична настройка на различни технологични параметри (мощност, налягане на въздуха, методи на отлагане и др.), предварителна обработка (почистване, подгряване и др.), преработка, термична обработка и др.).

Целият процес на покритие е разделен на четири относително независими процеса, отнасящи се до фигура 3. Като цяло параметрите, които включват промяна на плазмата, повърхността на целта и състоянието на субстрата, са много параметри, които трябва да бъдат контролирани в процеса.

Газоразряд: нажежен разряд генерира плазма, дисоциира работния газ, генерира катиони и бомбардира катода под действието на електрическо поле, придружен от вторична електронна емисия и други явления. Изследването на пламъка на светещия разряд е единственият начин да се изследва процесът на разпрашаване.

Сблъскване с разпрашаване: обикновено сблъскването е за изследване на взаимодействието между заредените йони и повърхностните частици на мишената и процеса на генериране на атомите на атомите и атомните клъстери. Най-широко използваната теория е каскадната теория на сблъсъка. SRIM и друг софтуер за зрели симулации са широко използвани в процеса на симулация на разпрашаване.

Транспортен процес: движението на целевите атоми към субстрата и други повърхности с определена начална скорост, придружена от промени в енергията и инерцията, и накрая нетния посочен транспортен обем (брой частици). Под действието на външно поле (маса, инерция, енергия), транспортният процес е по-сложен. МС и други методи (PIC, CIC, CFD и др.) Обикновено се използват за получаване на броя на частиците, депозирани върху субстрата. Опростеният метод за изчисляване на транспорта на частиците разделя седиментните частици на бързи частици (без сблъсък, директно към повърхността на субстрата) и бавни частици (сблъсък, движение на дифузия към повърхността на субстрата). Ефектите от нагряване на газа, изтъняване и разпръскване на вятъра (високоенергийни неутрални частици) са резултат от обмен на енергия и енергия между газовите и енергийните частици при сблъскване.

Нарастването на филма: дифузията, миграцията и агрегацията на целевите атоми върху субстрата в крайна сметка водят до растежа на филма. Свойствата на тънките филми са тясно свързани с температурата, константи на решетката, повърхностните състояния и електромагнитните полета на субстратите. Свойствата на филма ще бъдат сериозно засегнати от третирането на филма в по-късния етап, като например отгряване. МС и други методи обикновено се използват за симулиране на растежа на тънки филми. В същото време, някои компании могат да постигнат професионален дизайн на мембранната система на софтуера.

2.3 проектиране на цифрова симулация

Процесът на отлагане на разпрашване беше възпроизведен чрез компютърна симулация, а резултатите от проекта бяха показани и анализирани, за да се оптимизира проектирането и проектирането, както е показано на фигура 4. \ t

Инженерното проектиране може да постигне параметричен дизайн: използване на съществуващ търговски софтуер: Pro / E, UG, Ansys и други вторични разработки. Дизайнът на процеса е да се симулира процесът на разпрашаване чрез проектиране или използване на съществуващ софтуер за анализ и оптимизиране на процеса и анализ на влиянието на механичната структура върху процеса.

Процесът на проектиране е разработен в общ проектен софтуер за реализиране на 3D моделиране и механичен цялостен анализ на механичната структура (част от инженерното проектиране), симулация в реално време на процес и анализ на електромагнитно поле, топлинно поле и пространствено разпределение на частиците, както и визуализация на симулационен процес за оптимизиране на технологичната и механична структура. Може да обменя данни с друг софтуер.

По-нататъшното развитие е да се прехвърли целия процес на проектиране от частичен дизайн към цялостен дизайн, за да се елиминират човешките фактори в най-голяма степен. Разработване на интелигентна софтуерна система с експертна система, параметрично проектиране, автоматично управление и дистанционно управление.

Инженерното проектиране на оборудването за покрития, проектирането на процеса на нанасяне на покрития и компютърната симулация на двете системи са взаимно допълващи се: оборудването за покритие определя реализацията на процеса на нанасяне на покритието, процесът на нанасяне на покритие насърчава модернизирането на оборудването за покритие и високата производителност на компютърната симулация осигурява силна подкрепа за дизайна на двете.