Način izdelave debeline Izenačenost magnetnih razpršilnih premazov

Metoda načrtovanja enakomernosti debelin magnetronskih razpršilnih premazov

Magnetronska razpršilna prevleka je ena od nepogrešljivih tehnologij v sodobni industriji. Magnetron sputtering tehnologija premaza se široko uporablja v transparentni prevodni film, optični film, super trdi film, antikorozijski film, magnetni film, antirefleksijski film, antirefleksijski film in različne dekorativne folije. Ima vse pomembnejšo vlogo v nacionalni obrambi in nacionalni gospodarski proizvodnji. Težave pri enakomernosti debeline folije, stopnji usedanja in stopnji izkoriščenosti ciljnega materiala v postopku nanašanja prevleke so zelo zaskrbljene v dejanski proizvodnji. Metoda za reševanje teh problemov je optimizacija celotne zasnove vseh dejavnikov, ki so vključeni v proces nanašanja z razprševanjem, in vzpostavitev celovitega sistema za načrtovanje razprševanja. Enakomernost debeline filma je eden najpomembnejših parametrov v procesu nanašanja z razprševanjem, zato je velika teoretična in praktična vrednost za preučevanje celovitega oblikovanja enakomernosti debeline filma.

IKS PVD, bomo oblikovali PVD vakuumski premazni sistem, v skladu z zahtevami kupca, naredili razumno zasnovo za vas na prvi. Potem prilagodite ustrezen stroj.

Med razvojem tehnologije magnetronskega razprševanja se prodori v različnih tehnologijah na splošno osredotočajo na proizvodnjo plazme in nadzor plazme. Z nadzorovanjem porazdelitvenih parametrov različnih vrst delcev v elektromagnetnem polju, temperaturnem polju in prostoru, lahko kakovost filma in lastnosti zadostijo zahtevam različnih industrij.

Enakomernost debeline filma je tesno povezana z delovnim stanjem magnetronskega razprševanja, kot je jedkanje cilja in nastavitev cilja elektromagnetnega polja itd. Zato, da bi zagotovili enakomerno debelino filma, tuji film podjetja za pripravo ali proizvodna podjetja za opremo za premaze imajo celoten sklop načrtov za opremo za premazovanje (vključno s ciljno komponento jedra). Hkrati je veliko podjetij specializiranih za ciljno analizo, načrtovanje in proizvodnjo ter razvoj ustrezne programske opreme za oblikovanje aplikacij v skladu z zahtevami strank za načrtovanje optimizacije opreme. Med analizo in načrtovanjem opreme za premaze še vedno obstaja velika vrzel med domačo in mednarodno napredno ravnjo.

Zato je nujno vzpostaviti celovit sistem oblikovanja za razprševanje. Vzpostavitev sistema se lahko izvede v skladu s celovito celostno zasnovo za del zasnove, nato pa s postopkom oblikovanja dela v celovito celostno zasnovo, to je "celotno na del, nato pa na celoten "ta dinamičen koncept zasnove, nenehno izboljšuje sistem oblikovanja. Bo sputter prevleka seznam pomembnih dejavnikov, ki sodelujejo, ugotovite notranjo povezavo med njimi, nato pa vzpostaviti razprševanje premaz, celovit sistem načrtovanja, ki temelji na proučevanju uniformnosti debeline filma in ne nagovarjajo za pozno v programsko opremo sistema načrtovanja, za izvedbo priprave Enakomernost tankih filmov, dobra filmska velika površina, zagotavljajo močno jamstvo za proizvodnjo.

1. Lastnosti sistema

Enakomernost debeline razpršilnega filma je eden od končnih standardov za posredno merjenje postopka nanosa, ki vključuje vse vidike postopka nanašanja premaza. Zato je potrebno vzpostaviti celovit sistem oblikovanja za enakomernost debeline razpršilnega filma za pripravo visokokakovostnih filmov z dobro enakomernostjo debeline filma, razvrstiti, povzeti in povzeti vse vidike razprševanja in ugotoviti njihove notranje odnose. Na splošno mora imeti vzpostavitev sistema oblikovanja določena načela za določitev njenega osnovnega organizacijskega okvira. Njegova narava je opisana iz naslednjih štirih vidikov: (1) splošno: sistem je potreben znotraj določenega obsega, ki je uporaben ali univerzalen. Za ta projekt lahko sistem zadosti osnovnim procesnim zahtevam razpršilnega filma na industrijski ploski podlagi, tj. (2) posebnost: sistem za posebne raziskovalne objekte za doseganje najboljše uporabnosti. Pri filmih s ploskim substratom pri velikih površinah to pomeni, da velikostni učinek pri razprševanju filmov postane pomemben del sistema, kot je enakomernost filma, enakomernost ogrevanja substrata, linearna ekspanzija in deformacija materialov, distribucija tokovne površine, distribucija plina in porazdelitev elektromagnetnega polja. Ta vrsta težav je poudarjena z učinkom velikosti. Torej velikostni učinek postane problem osebnosti sistema. (3) odprtost: vsak del sistema je organska kombinacija in nenehen razvoj. Z napredkom tehnologije se bo vsak del funkcije nadalje razvijal, da bi izboljšali splošno delovanje sistema. Z razvojem tehnologije avtomatskega krmiljenja je sistem močnejši: tehnologija spremljanja plazemskega spektra v procesu razprševanja in nadzorna sposobnost elektromagnetnega polja omogočata sistemu, da v največji možni meri nadzoruje parametre celotnega procesa razprševanja in doseže fino zasnovo. Odprtost sistema pripada horizontalnemu razvoju. (4) dedovanje: sistem se razvija do določene mere, to se bo zgodilo s kvantitativno spremembo procesa kvalitativne spremembe. Na podlagi prvotne funkcije baowang se sistem nenehno izboljšuje in izboljšuje. Z razvojem teorije bomo razvili tehnologijo priprave tankih filmov. Teoretična raziskava o neravnotežnem magnetronskem razprševanju in plazmi je spodbudila nadaljnji razvoj tehnologije razprševanja. Nato se sistem nadgradi za nove funkcije. Dedovanje je vertikalni razvoj sistema.

2. Vzpostavitev sistema oblikovanja

Izboljšanje enega dela sistema bo na splošno vodilo k izboljšanju celotne funkcije, hkrati pa bo zmanjšalo odvisnost sistema od nekaterih delov ali pa bo razumljivo: organska kombinacija dveh bistvenih dejavnikov sistema v en del. Vzpostavitev integriranega sistema načrtovanja je v pomoč pri proučevanju notranjih logičnih odnosov vsakega dela sistema.

Celovit sistem oblikovanja razpršilnih prevlek velikih površin lahko razdelimo na tri dele: T procesno načrtovanje opreme za premazovanje, načrtovanje procesa premazovanja in računalniško numerično simulacijsko oblikovanje vsakega procesa, ki se nanaša na sliko l. Vsak del je razdeljen na tisoče vidikov in deli med seboj delujejo. Zaradi zapletenosti sistema je treba vzpostaviti primarno stopnjo sistema, da se poenostavijo parametri projektiranja za izboljšanje njegove izvedljivosti.

2.1 projektiranje opreme za premaze

Za razprševanje se lahko izračuna iz vakuumskega sistema, elektromagnetnega polja, distribucije plina, toplotnega sistema in drugih vidikov. Mehanska proizvodnja in nadzor poteka skozi celoten proces inženiringa, kot je prikazano na sliki 2.

2.1.1 vakuumski sistem

Načrtovanje vakuumskega sistema je relativno zrelo zasnovo, ki vključuje predvsem naslednje štiri dele:

(1) struktura komore - obliko modela oblikuje sistemski način delovanja. Vakuumska komora je lahko zasnovana kot enodomna, večkomorna in proizvodna linija. Za ploščo podlago, ki proizvaja komoro, je treba izvesti trdnost, togost, stabilnost in drugo optimizacijsko zasnovo, ob upoštevanju izvedljivosti in enostavnosti tehnologije obdelave.

(2) izbor materialov - v skladu z zahtevami vakuumskega procesa, izberite materiale, ki izpolnjujejo zahteve nizkega tlaka nasičene pare, dobre termične in kemijske stabilnosti, enostavno odplinjevanje in nizko prepustnost zraka. Na primer, avstenitno nerjavno jeklo, aluminijeve zlitine, anaerobni baker in tako naprej. Za opremo velike velikosti, da bi zmanjšali celotno težo opreme ali gibljivih delov, lahko prednost dajemo izbiri aluminijeve zlitine in drugih materialov iz lahkih kovin.

(3) načrtovanje vakuumskih komponent - vakuumsko tesnjenje, vnos elektrod, cevovod in ventil itd. Elementi vakuuma, ki se uporabljajo v različnih procesnih pogojih, so različni.

(4) izbira vakuumske črpalke in vakuumskega merilnika - na splošno se lahko oblikuje v skladu s skupnimi tehničnimi zahtevami. Natančna zasnova zahteva kvantitativni izračun porazdelitve gostote procesnega plina v vakuumski komori. Različne vrste plina in različne zahteve za čiščenje vakuumske komore morajo izbrati različne vakuumske črpalke in vakuumske merilnike. Povratno olje vakuumske črpalke bo povzročilo onesnaževanje substrata in reakcijski plin, kot je kisik, bo oksidiral olje črpalke. Zato je vakuumska črpalka brez suhega olja pogosto izbrana kot vakuumski črpalni sistem.

2.1.2 elektromagnetno polje

Relativno natančna elektromagnetno polje je simulacija elektromagnetnega polja v procesu razprševanja, ne pa samo simuliranje elektromagnetnega polja magnetronske razpršilne opreme, ko ne deluje.

Izbira oskrbe z električno energijo: izbira "napajalnika" je treba določiti glede na različne procese, skupno napajanje z enosmernim tokom, če je napajalnik, oskrba z električno energijo rf in uresničitev različnih načinov oskrbe z električno energijo.

Izbira materialov: za oskrbo z električno energijo je zelo pomembno vprašanje oskrbe z električno energijo in usklajenostjo. Material za polnjenje elektrode z visoko močjo rf napajanja zahteva visoko površinsko prevodnost in dobro kemijsko stabilnost. Materiale v magnetno nadzorovani tarči lahko razdelimo glede na stopnjo magnetne prepustnosti. Magnetni čevlji so materiali z visoko prepustnostjo, ki so na splošno čisti industrijski želez.

Anoda in ščit: prostorsko pozicijo, potencialno razmerje, velikost in površino ter materialne lastnosti anode je treba upoštevati pri oblikovanju anode, da se zagotovi stabilen proces razprševanja. Pri zasnovi ščita je treba najprej upoštevati načrtovanje električnega polja in potencialno razmerje, da se prepreči razprševanje in kontaminiranje filma neciljnih materialov. Drugič, glede na učinkovitost zaščitnih materialov so na splošno izbrani materiali z nizkim tlakom nasičene pare, visokim pragom razprševanja in v skladu z zahtevami vakuumskega procesa.

2.1.3 distribucija plina

Porazdelitev plina je izjemno pomembna za premaz plošče. Skozi konstrukcijo mehanske strukture je stopnja spremembe gostote plina v območju razprševanja zmanjšana na najmanjšo možno mero, medtem ko je zunaj območja največji izkoristek vodnega toka sistema za izboljšanje izkoristka plina in učinkovitosti sistema za ekstrakcijo. Mehanski deli ali strukture, ki nadzorujejo distribucijo plina, vključujejo sistem za distribucijo zraka, strukturo vakuumske komore in črpalni sistem.

2.1.4 ogrevalni sistem

Ogrevalni sistem, ki ustreza vakuumskemu sistemu pečenja in rasti filma, zahteva temperaturne pogoje.

Zgoraj navedeni štirje vidiki in drugi, ki niso opisani, vključujejo dva vidika mehanske proizvodnje in nadzora, zato je treba upoštevati dejavnike, kot so strojna obdelava in odzivni čas.

2.2

Med različnimi membranskimi materiali je treba upoštevati različne postopke odlaganja, uporabo različnih tehnologij razprševanja (dc, vmesna frekvenca, radijska frekvenca, impulz, reakcijsko razprševanje in kombinacija med njimi in razvoj tehnologije ali uporaba nove tehnologije). itd.), enako tehnološko prilagajanje različnih procesnih parametrov (moč, zračni tlak, metode nanašanja itd.), predobdelavo (čiščenje, predgrevanje itd.), predelavo, toplotno obdelavo itd.).

Celoten postopek premazovanja je razdeljen na štiri relativno neodvisne procese, ki se nanašajo na sliko 3. Splošno gledano so parametri, ki vključujejo plazmo, ciljno površino in stanje substrata, zelo pomembni parametri, ki jih je treba v procesu nadzorovati.

Plinsko razelektritev: žarilni izpust ustvarja plazmo, odvaja delovni plin, generira katione in batiči katodo pod vplivom električnega polja, ki jo spremlja sekundarna elektronska emisija in drugi pojavi. Proučevanje plazme žarilne razelektritve je edini način za preučevanje procesa nanašanja z razprševanjem.

Trčenje z razprševanjem: na splošno je trk v sputterju preučevanje interakcije med nabojnimi ioni in površinskimi delci tarče ter procesom nastajanja ciljnih atomov in atomskih grozdov. Najpogosteje uporabljena teorija je teorija kaskadnih trkov. SRIM in druga programska oprema za zrelo simulacijo se pogosto uporabljata v procesu simulacije razprševanja.

Proces prenosa: premikanje ciljnih atomov proti substratu in drugim površinam z določeno začetno hitrostjo, ki jo spremljajo spremembe v energiji in gibalni količini, in končno neto usmerjeni prometni volumen (število delcev). Pod vplivom zunanjega polja (masa, zagon, energija) je transportni proces bolj zapleten. MC in druge metode (PIC, CIC, CFD, itd.) Se običajno uporabljajo za pridobitev števila delcev, ki so odloženi na substrat. Poenostavljena metoda izračuna prenosa delcev razdeli sedimentne delce v hitre delce (brez trkov, neposredno na površino substrata) in počasne delce (trk, gibanje difuzije na podlago). Učinki plinskega segrevanja, redčenja in vetra (visokoenergetski nevtralni delci) so posledica izmenjave momenta in energije med plinom in energetskimi delci zaradi trka.

Rast filma: difuzija, migracija in agregacija ciljnih atomov na substratu sčasoma vodijo do rasti filma. Lastnosti tankih filmov so tesno povezane s temperaturo, konstantami rešetk, površinskimi stanjami in elektromagnetnimi polji substratov. Lastnosti filma bodo resno vplivale na obdelavo filma v kasnejši fazi, kot je žarjenje. MC in druge metode se običajno uporabljajo za simulacijo rasti tankih filmov. Hkrati lahko nekatera podjetja dosežejo profesionalno programsko zasnovo sistemskih membran.

2.3 načrtovanje numerične simulacije

Proces nanosa z razprševanjem je bil reproduciran z računalniško simulacijo, rezultati projektiranja pa so bili prikazani in analizirani, da bi optimizirali načrtovanje in načrtovanje procesa, kot je prikazano na sliki 4.

Inženirsko oblikovanje lahko doseže parametrično zasnovo: uporabo obstoječe komercialne programske opreme: Pro / E, UG, Ansys in drugi sekundarni razvoj. Načrtovanje procesa je simulacija procesa razprševanja z načrtovanjem ali uporabo obstoječe programske opreme za analizo in optimizacijo procesa ter analizo vpliva mehanske strukture na proces.

Proces načrtovanja je razvit v programsko opremo splošnega oblikovanja za realizacijo 3D modeliranja in mehansko celovito analizo mehanske konstrukcije (dela projektiranja), simulacijo procesa in analize elektromagnetnega polja, toplotnega polja in prostorske porazdelitve delcev v realnem času ter vizualizacija simulacijskega procesa za optimizacijo procesne in mehanske strukture. Lahko izmenjuje podatke z drugo programsko opremo.

Nadaljnji razvoj je prenos celotnega procesa načrtovanja od delne zasnove do celostne zasnove, da se čim bolj odpravijo človeški dejavniki. Razviti inteligentni programski sistem s strokovnim sistemom, parametrično zasnovo, avtomatsko kontrolo in daljinsko upravljanje.

Inženirska zasnova opreme za premazovanje, zasnova postopka nanašanja prevleke in računalniško numerično simulacijo obeh se medsebojno dopolnjujeta: oprema za nanos določa izvedbo postopka premazovanja, postopek prevleke pospešuje nadgradnjo opreme za premazovanje, in visoko zmogljiva računalniška simulacijska zasnova zagotavlja močno podporo za oblikovanje obeh.