闭环控制制造技术

本发明专利技术描述了控制反应沉积工艺和相应组件和/或设备的方法。所述方法包括使用电源提供功率至阴极，提供电压设定点至电源，接收与提供至阴极的功率相关的功率值，和依据功率值控制工艺气体的流量以提供对于功率值的闭环控制。

closed-loop control

A method of controlling a reactive deposition process and corresponding components and / or devices is described. The method involves the use of power supply to provide power to the cathode, providing voltage set point to the power supply, and provide power to the cathode receiving related power value, and on the basis of power control technology of gas flow to provide for the closed-loop power control value.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】闭环控制
本专利技术实施例涉及用于控制反应沉积工艺的组件，包括所述组件的设备和控制反应沉积工艺的方法。本专利技术实施例具体而言涉及用于反应沉积工艺的闭环控制组件，包括用于反应沉积工艺的闭环控制设备的沉积设备和控制反应沉积工艺的方法。
技术介绍
在许多应用中，必须在例如柔性基板的基板上沉积薄层。通常，柔性基板在柔性基板涂布装置的不同腔室中被涂布。此外，例如一卷柔性基板的一堆柔性基板可被布置在基板涂布装置的一个腔室中。通常，柔性基板使用气相沉积技术在真空中涂布，所述气相沉积技术例如，物理气相沉积或化学气相沉积。具体而言对于柔性基板，并且还对于其他基板，沉积工艺的沉积速率是相关的，因为常常当柔性基板快速移动时进行在柔性基板上的沉积。例如，在包装行业中，可通过反应沉积工艺沉积的如A12O3层、SiO2层或其他层的层可用于涂布包装。例如，SiO2可在氧气模式中被溅射，但在此模式中，沉积速率较低。在金属模式中，吸收性SiOx层被沉积。因此，最有效地是在过渡模式中执行SiO2工艺。在此模式中，有可能以高速率沉积透明SiO2。为了在过渡模式中保持阴极，可结合特殊控制例行程序使用如等离子体发射监测(plasmaemissionmonitoring；PEM)或氧传感器的特殊监测特征。此举需要额外的硬件和软件，且因此此举为昂贵的解决方案。因此，需要容易实现的快速和可靠的反应沉积工艺。
技术实现思路
根据上文，本专利技术提供了控制反应沉积工艺的方法，经配置用于反应沉积工艺的闭环控制组件，和用于在基板上的层的反应性沉积的沉积装置。本专利技术的进一步方面、优点和特征从附属权利要求、描述和附图中显而易见。根据一个实施例，提供了控制反应沉积工艺的方法。所述方法包括使用电源提供功率至阴极，提供电压设定点至电源，接收与提供至阴极的功率相关的功率值，和依据功率值控制工艺气体的流量以提供闭环控制。根据另一实施例，提供闭环控制组件。闭环控制组件被配置以用于沉积装置中的反应沉积工艺，所述沉积装置具有腔室和在所述腔室中的阴极。闭环控制组件包括：电源，被连接到阴极用于提供功率到阴极；气源，被配置用于在腔室中提供工艺气体；控制器，连接到电源用于提供电压设定点至电源和用于从电源接收功率值，其中控制器被进一步连接到气源，用于依据所述功率值控制工艺气体的气流。根据进一步实施例，提供了用于在基板上反应沉积层的沉积装置。设备包括：腔室，用于在腔室中的基板上沉积层；阴极，用于在腔室中产生等离子体；和闭环控制组件。闭环控制组件包括：电源，被连接到阴极用于提供功率到阴极；气源，被配置用于在腔室中提供工艺气体；控制器，连接到电源用于提供电压设定点至电源和用于从电源接收功率值，其中控制器被进一步连接到气源，用于依据所述功率值控制工艺气体的气流。实施例还针对用于进行所公开的方法的设备且包括用于进行各所描述的方法步骤的设备元件。这些方法步骤可经由硬件元件、通过适当软件编程的计算机，或通过所述两者的任何组合或以任何其他方式进行。此外，根据本专利技术的实施例还针对所述设备通过其操作的方法。所述方法包括用于进行设备的每个功能的方法步骤。附图说明因此，以可详细地理解本专利技术的上述特征的方式，可参考实施例获得上文简要总结的本专利技术的更特定描述。附图涉及本专利技术实施例且附图描述在下文中：图1图示一图形，所述图形说明典型反应沉积工艺的磁滞曲线；图2图示根据本文所述的实施例的用于反应沉积工艺的闭环控制的控制组件的示意图；图3图示根据本文所述的实施例的具有闭环控制组件的沉积装置的示意图；图4图示根据本文所述的实施例的用于闭环控制反应沉积工艺的控制组件的示意图且该示意图说明用于控制反应沉积工艺的参数；图5图示根据本文所述的实施例的具有闭环控制组件的进一步沉积装置的示意图；和图6图示根据本文所述的实施例的闭环控制反应沉积工艺的方法的流程图。具体实施方式现将对本专利技术的各种实施例进行详细参考，所述实施例的一或多个实例图示于诸图中。在附图的以下描述中，相同元件符号代表相同元件。通常，仅描述对于个别实施例的差异。各实例是作为对本专利技术的说明而提供，且各实例并不意指作为对本专利技术的限制。此外，图示或描述为一个实施例的一部分的特征可用于其他实施例或结合其他实施例一起使用，以产生更进一步实施例。本描述意图包括所述修改和变化。本文所述的实施例尤其涉及适用于处理诸如用于包装、用于柔性光生伏打装置或其他应用的金属板的柔性基板。特别地，基板处理系统适于连续处理诸如从退绕模块退绕的金属板的柔性基板。在此处应注意的是，如在本文所述的实施例内使用的柔性基板或金属板可通常特征在于所述柔性基板或金属板可弯曲。术语“金属板”可同义地用于术语“金属带”或术语“柔性基板”。例如，如在本文的实施例中所述的金属板可以是金属箔。然而，即使可能考虑具有简单工艺控制的高沉积速率对于用于快速移动柔性基板的沉积工艺尤为有益，其他反应沉积工艺也可受益于本文所述的实施例，因为快速且可控性好的沉积增加了产量和/或产率且，因此增加了沉积装置的拥有成本。根据本文所述的实施例，提供了用于反应沉积工艺的闭环控制。由此，通常对于具有滞后的反应沉积工艺，快速且可靠的工艺控制模式可具有简单化的设备要求。例如，本文所述的闭环控制不需要等离子体监控器、氧传感器等等。图1图示图形10，图形10图示典型反应沉积工艺的磁滞曲线。此工艺可例如是氧化硅(SiO2)的沉积，其中硅是从阴极溅射而氧是以等离子体提供。由此，可在基板上沉积氧化硅。图示在图1中的曲线12图示沉积参数，所述沉积参数诸如作为工艺气体流动的函数的提供至溅射阴极的电压，所述工艺气体诸如氧气。然而，对于其他沉积参数也可见类似磁滞曲线，所述沉积参数诸如等离子体中的氧含量，所述氧含量可例如使用氧传感器测量。因此，在图形10中提供的值被图示为标准值。如图1中的箭头14所示，曲线12图示滞后。对于低工艺气流，提供相对高的阴极电压且在金属模式中进行沉积工艺。即使可在金属模式中提供高沉积速率，且沉积吸收层，但此举不适于数个应用。对于较高工艺气体流率，沉积工艺成为氧化模式，其中可沉积透明氧化硅层。然而，沉积速率相对低。因此，控制如本文所述的反应沉积工艺的方法通常控制待在过渡模式中提供的沉积工艺，在所述过渡模式中，诸如氧化硅的透明层可以相对高的速率沉积。诸如使用氧传感器(lambda-sensor)或等离子体监控(PEM)的电流控制模式的控制模式需要用于传感器设备的额外硬件和具有快速逻辑控制的控制单元，以保持过渡模式中的沉积工艺稳定。来自提供等离子体特性的信息的所述传感器的信号可被供应给快速逻辑控制器以控制电源或气源。因此，为了在过去的过渡模式中保持阴极功率控制，可结合特殊控制例行程序使用如PEM或氧传感器的特殊监测特征。此举需要额外的硬件和软件，且因此此举为昂贵的解决方案。此外，电流控制模式不一定有益。本文所述的实施例提供用于反应沉积工艺的闭环控制，在所述反应沉积工艺中，阴极可被功率控制。因此，由于沉积速率与提供至阴极的功率成比例，因此沉积速率可为恒定。本文所述的实施例包括电压源或发生器，所述电压源或发生器可通过使用电压控制或上部电压限制将阴极保持在过渡模式中。然而，当提供电压控制至电源时，电压源导致被电压控制且功率并不保持恒定，因为电源可仅保持一个本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种控制反应沉积工艺的方法，包含：使用电源向阴极提供功率，所述电源被操作电压控制；向所述电源提供电压设定点；接收与提供至所述阴极的所述功率相关的功率值，其中所述功率值是提供至所述阴极的实际功率值；和依赖于所述功率值控制工艺气体的流量以提供闭环控制。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种控制反应沉积工艺的方法，包含：使用电源向阴极提供功率，所述电源被操作电压控制；向所述电源提供电压设定点；接收与提供至所述阴极的所述功率相关的功率值，其中所述功率值是提供至所述阴极的实际功率值；和依赖于所述功率值控制工艺气体的流量以提供闭环控制。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，提供至所述阴极的所述功率是MF功率。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，提供至所述阴极的所述功率是具有1kHz至200kHz的振荡频率的MF功率。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电压设定点是所述电源的上限。5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述电压设定点是所述电源的上限。6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电压设定点被配置以在过渡模式中操作所述阴极。7.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述电压设定点被配置以在过渡模式中操作所述阴极。8.如权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，所述功率值通过控制工艺气体的所述流量稳定化。9.如权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，所述工艺气体包含氧气。10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述氧气流量被控制。11.如权利要求1至7中任一项所述的方法，进一步包含：接收通过所述电源提供的所述电压的实际电压值，且基于所述实际电压值监控沉积模式。...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·德皮施，FJ·海勒，M·恩勒特，U·赫曼斯，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：发明
国别省市：美国,US