动态控制溅射靶材利用率的控制装置和控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及磁控溅射领域，并提供一种动态控制溅射靶材利用率的控制装置和控制方法。控制装置包括：溅射靶材形貌检测单元；控制单元；无线通讯单元，溅射靶材形貌检测单元的检测信息经控制单元和无线通讯单元传递到外部系统；磁性传感器，其检测溅射靶材所处的合成磁场、连接至控制单元并将检测到的合成磁场经控制单元和无线通讯单元实时传递到外部系统，外部系统的分析处理结果经无线通讯单元返回控制单元；磁性材料控制器，其连接至控制单元，控制单元根据来自外部系统的分析处理结果将控制指令发送给磁性材料控制器，从而磁性材料控制器控制磁性材料的磁场强度并最终控制合成磁场的磁场强度。根据本发明专利技术，可以实时了解并提高靶材利用率。

Control device and control method for dynamically controlling sputtering target utilization

The invention relates to the field of magnetron sputtering, and provides a control device and a control method for dynamically controlling the utilization ratio of sputtering target material. The control device comprises a sputtering target morphology detection unit; the control unit; the wireless communication unit, detection information sputtering target detection unit morphology is transferred to an external system by the control unit and wireless communication unit; the magnetic sensor, the detection of sputtering target the synthesis of magnetic field, connected to the control unit and the resultant magnetic field will be detected by the control unit the wireless communication unit and real-time transfer to the external system, analysis of the processing results of the external system through the wireless communication unit to return to the control unit; the magnetic material controller, which is connected to the control unit, the control unit based on the analysis of the processing results from the external system will control the instructions sent to the controller of magnetic materials, magnetic field intensity and magnetic field strength magnetic control material controller materials and ultimately control the synthesis of magnetic field. According to the invention, the utilization ratio of the target can be understood and improved in real time.

【技术实现步骤摘要】
动态控制溅射靶材利用率的控制装置和控制方法
本专利技术涉及磁控溅射领域，更具体而言涉及一种动态控制溅射靶材利用率的控制装置和控制方法。
技术介绍
当前在磁控溅射领域，平面靶材的利用率只有20％-45％，旋转靶材的利用率只有30％-50％，从而造成很大的资源浪费。而且，目前检测靶材利用率的装置和方法均是在靶材使用完毕后通过采用称重、用直尺和卡尺测量最深点或者用3D扫描靶材形貌来进行的。这些方法都无法实现在线实时测量，这样既浪费了时间，也无法动态控制靶材利用率。因而，需要一种下述的动态控制溅射靶材利用率的控制装置和控制方法：其可以解决或至少减轻上述现有技术中所存在的部分或全部缺点。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于：提供一种旨在解决或至少减轻上述现有技术中所存在的部分或全部缺点的动态控制溅射靶材利用率的控制装置和控制方法。本专利技术所采用的技术方案如下所述。根据本专利技术的一方面，提供一种动态控制溅射靶材利用率的控制装置，其中，所述控制装置包括：溅射靶材形貌检测单元，所述溅射靶材形貌检测单元实时检测溅射靶材的刻蚀表面形貌；控制单元，所述控制单元连接至所述溅射靶材形貌检测单元并且接收来自所述溅射靶材形貌检测单元的检测结果；无线通讯单元，所述无线通讯单元连接至所述控制单元并且实时接收所述检测结果，所述无线通讯单元连接至外部系统并将所述检测结果实时传递到所述外部系统进行分析处理；磁性传感器，所述磁性传感器检测溅射设备的第一磁场与调整所述溅射靶材的表面磁场强度的磁性材料的第二磁场形成的合成磁场，所述磁性传感器连接至所述控制单元并将检测到的合成磁场经所述控制单元和所述无线通讯单元实时传递到所述外部系统以进行分析处理，所述外部系统的分析处理结果经所述无线通讯单元返回所述控制单元；磁性材料控制器，所述磁性材料控制器连接至所述控制单元，所述控制单元根据来自所述外部系统的分析处理结果将控制指令发送给所述磁性材料控制器，从而所述磁性材料控制器控制所述磁性材料的第二磁场强度并最终控制合成磁场的磁场强度。优选地，所述磁性材料设置于所述溅射靶材的外表面、所述溅射靶材的内部、所述溅射靶材的焊合层或者所述溅射靶材的背板/背管的非焊合面，所述磁性材料选自焊料、间隔件或添加剂，所述磁性材料的分布区域分包括一个或多个分区，所述控制装置包括一个或多个所述磁性传感器以及一个或多个所述磁性材料控制器，每个分区的合成磁场相应地由一个所述磁性传感器进行检测并且每个分区的所述磁性材料的第二磁场相应地由一个所述磁性材料控制器控制。优选地，所述外系统是溅射设备的控制主机、云端、手持式检测单元或者穿戴式检测单元，所述外部系统利用大数据进行分析处理，所述外部系统的分析处理结果形成对应模型，所述对应模型经所述无线通讯单元返回所述控制单元，所述控制单元根据所述对应模型将相应控制指令发送给所述磁性材料控制器，并且所述无线通讯单元利用loT通讯协议进行通讯。优选地，所述靶材形貌检测单元设置于所述溅射靶材的外表面、所述溅射靶材的内部、所述溅射靶材的焊合层或者所述溅射靶材的背板/背管的非焊合面、所述溅射设备的反应室的内部、或者所述反应室的外部，所述磁性传感器和所述磁性材料控制器设置于所述溅射靶材的外表面、所述溅射靶材的内部、所述溅射靶材的焊合层或者所述溅射靶材的背板/背管的非焊合面。更优选地，所述磁性传感器分区域分布并且分区域检测合成磁场。优选地，所述控制装置还包括重量传感器，所述重量传感器实时检测所述溅射靶材的当前重量，所述控制单元连接至所述重量传感器并且接收来自所述重量传感器的信号，来自所述重量传感器的信号经所述控制单元和所述无线通讯单元实时传递到所述外部系统进行分析处理，所述外部系统利用下述公式求得溅射靶材利用率：溅射靶材利用率＝溅射靶材当前重量/溅射靶材初始重量X100％，所求得的溅射靶材利用率经所述无线通讯单元返回所述控制单元。优选地，所述重量传感器设置于所述溅射靶材的外表面、所述溅射靶材的内部、所述溅射靶材的焊合层或所述溅射靶材的背板/背管的非焊合面上。更优选地，所述重量传感器按照区域分布并分区域检测所述溅射靶材的当前重量。优选地，所述控制装置还包括电池和发电单元，所述电池连接并供电给所述重量传感器、所述溅射靶材形貌检测单元、所述无线通讯单元以及所述磁性材料，所述发电单元连接并供电给所述重量传感器、所述溅射靶材形貌检测单元、所述无线通讯单元、所述磁性材料以及电池。更优选地，所述发电单元为热电发电单元或等离子体电荷收集转换单元，所述热电发电单元收集靶材溅射工艺当中产生的热量从而产生电能，所述等离子体电荷收集转换单元收集溅射工艺中产生的等离子体能量并将等离子体能量转换成电能。根据本专利技术的另一方面，提供一种动态控制溅射靶材利用率的控制方法，所述控制方法包括以下步骤：通过溅射靶材形貌检测单元实时检测溅射靶材的刻蚀表面形貌；控制单元接收来自所述溅射靶材形貌检测单元的检测结果；无线通讯单元实时接收来自所述控制单元的检测结果并将该检测结果传递到所述外部系统进行分析处理；磁性传感器检测溅射设备的第一磁场与调整所述溅射靶材的表面磁场强度的磁性材料的第二磁场的合成磁场，并将检测到的合成磁场经所述控制单元和所述无线通讯单元实时传递到所述外部系统以进行分析处理；所述外部系统将对来自所述溅射靶材形貌检测单元和所述磁性传感器的检测结果的分析处理结果经所述无线通讯单元返回所述控制单元；以及所述控制单元根据来自所述外部系统的分析处理结果将控制指令发送给磁性材料控制器，从而所述磁性材料控制器控制磁性材料的第二磁场强度并最终控制合成磁场。优选地，所述控制方法还包括以下步骤：重量传感器实时检测所述溅射靶材的当前重量；所述控制单元接收来自所述重量传感器的检测结果；无线通讯单元实时接收来自所述控制单元的检测结果并将该检测结果传递到所述外部系统，所述外部系统利用下述公式求得溅射靶材利用率：溅射靶材利用率＝溅射靶材当前重量/溅射靶材初始重量X100％；以及所述外部系统将所求得的溅射靶材利用率经所述无线通讯单元返回所述控制单元。根据本专利技术的一个或多个实施方式，能够实现如下所述的有益效果。根据本专利技术，控制装置可以动态控制溅射靶材利用率，因而能够最大限度地提高溅射靶材利用率，具体地，利用本控制装置和控制方法可使得平面靶材利用率达到50％以上，并使得旋转靶材利用率达到80％以上。在一些实施方式中，由于外部系统可以根据重量传感器测得的当前重量实时计算出溅射靶材利用率，这样用户不再需要像现有技术中那样在溅射工艺完成之后将溅射靶材拆下来再请供应商通过称重等方式来计算溅射靶材利用率，方便了用户使用溅射设备。而且，可以让用户实时了解成本信息，例如降低了多少成本，进一步方便了用户对溅射设备的使用。在另一些实施方式中，根据本专利技术的控制装置还包括热电发电单元和/或等离子体电荷收集转换单元，这样可以利用溅射工艺当中产生的能量从而产生电能供给电池、重量传感器以及控制单元，以避免能量浪费。附图说明下面参照附图将对专利技术的特征、优点以及示例性实施方式的技术上和工业上的意义进行描述，在附图中，相同的附图标记指示相同的元件，并且其中：图1示出了根据本专利技术示例性实施方式的动态控制溅射靶材利用率的控制装置的原理示意图；图2(a)、2(b)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种动态控制溅射靶材利用率的控制装置，其特征在于，所述控制装置包括：溅射靶材形貌检测单元，所述溅射靶材形貌检测单元实时检测溅射靶材的刻蚀表面形貌；控制单元，所述控制单元连接至所述溅射靶材形貌检测单元并且接收来自所述溅射靶材形貌检测单元的检测结果；无线通讯单元，所述无线通讯单元连接至所述控制单元并且实时接收所述检测结果，所述无线通讯单元连接至外部系统并将所述检测结果实时传递到所述外部系统进行分析处理；磁性传感器，所述磁性传感器检测溅射设备的第一磁场与调整所述溅射靶材的表面磁场强度的磁性材料的第二磁场形成的合成磁场，所述磁性传感器连接至所述控制单元并将检测到的合成磁场经所述控制单元和所述无线通讯单元实时传递到所述外部系统以进行分析处理，所述外部系统的分析处理结果经所述无线通讯单元返回所述控制单元；磁性材料控制器，所述磁性材料控制器连接至所述控制单元，所述控制单元根据来自所述外部系统的分析处理结果将控制指令发送给所述磁性材料控制器，从而所述磁性材料控制器控制所述磁性材料的第二磁场的强度并最终控制合成磁场的磁场强度。

【技术特征摘要】
1.一种动态控制溅射靶材利用率的控制装置，其特征在于，所述控制装置包括：溅射靶材形貌检测单元，所述溅射靶材形貌检测单元实时检测溅射靶材的刻蚀表面形貌；控制单元，所述控制单元连接至所述溅射靶材形貌检测单元并且接收来自所述溅射靶材形貌检测单元的检测结果；无线通讯单元，所述无线通讯单元连接至所述控制单元并且实时接收所述检测结果，所述无线通讯单元连接至外部系统并将所述检测结果实时传递到所述外部系统进行分析处理；磁性传感器，所述磁性传感器检测溅射设备的第一磁场与调整所述溅射靶材的表面磁场强度的磁性材料的第二磁场形成的合成磁场，所述磁性传感器连接至所述控制单元并将检测到的合成磁场经所述控制单元和所述无线通讯单元实时传递到所述外部系统以进行分析处理，所述外部系统的分析处理结果经所述无线通讯单元返回所述控制单元；磁性材料控制器，所述磁性材料控制器连接至所述控制单元，所述控制单元根据来自所述外部系统的分析处理结果将控制指令发送给所述磁性材料控制器，从而所述磁性材料控制器控制所述磁性材料的第二磁场的强度并最终控制合成磁场的磁场强度。2.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述磁性材料设置于所述溅射靶材的外表面、所述溅射靶材的内部、所述溅射靶材的焊合层、所述溅射靶材的背板/背管的非焊合面，所述磁性材料选自焊料、间隔件或添加剂，所述磁性材料的分布区域分包括一个或多个分区，所述控制装置包括一个或多个所述磁性传感器以及一个或多个所述磁性材料控制器，每个分区的合成磁场相应地由一个所述磁性传感器进行检测并且每个分区的所述磁性材料的第二磁场相应地由一个所述磁性材料控制器控制。3.根据权利要求2所述的控制装置，其特征在于，所述外部系统是溅射设备的控制主机、云端、手持式检测单元或者穿戴式检测单元，所述外部系统利用大数据进行分析处理，所述外部系统的分析处理结果形成对应模型，所述对应模型经所述无线通讯单元返回所述控制单元，所述控制单元根据所述对应模型将相应控制指令发送给所述磁性材料控制器，并且所述无线通讯单元利用loT通讯协议进行通讯。4.根据权利要求3所述的控制装置，其特征在于，所述靶材形貌检测单元设置于所述溅射靶材的外表面、所述溅射靶材的内部、所述溅射靶材的焊合层、所述溅射靶材的背板/背管的非焊合面、所述溅射设备的反应室的内部、或者所述反应室的外部，所述磁性传感器和所述磁性材料控制器设置于所述溅射靶材的外表面、所述溅射靶材的内部、所述溅射靶材的焊合层或者所述溅射靶材的背板/背管的非焊合面。5.根据权利要求1-4中任一项所述的控制装置，其特征在于，所述控制装置还包括重量传感器，所述重量传感器实时检测所...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵其煜，
申请(专利权)人：赵其煜，
类型：发明
国别省市：江苏,32