รายงานการใช้งานตัวควบคุมการไหลของมวล MFC สำหรับอุปกรณ์เคลือบสูญญากาศแมกนีตรอนสปัตเตอร์ริ่ง

1. ภาพรวม

ส่วนประกอบหลักของโมดูลวงจรก๊าซในตัวที่แสดงในรูปคือตัวควบคุมการไหลของมวลแบบใช้ความร้อน (MFC) เมื่อจับคู่กับท่ออัดสแตนเลส 316 ที่มีความบริสุทธิ์สูง บอลวาล์วแยกแบบแมนนวล โรทามิเตอร์บายพาส และยูนิตปรับแรงดันด้านหน้า ทำหน้าที่เป็นหน่วยควบคุมก๊าซในกระบวนการหลักสำหรับอุปกรณ์เคลือบแมกนีตรอนสปัตเตอร์ต่างๆ

MFC ตระหนักถึงการควบคุมการไหลของมวลแบบวงปิดที่มีความแม่นยำสูงสำหรับก๊าซในกระบวนการ รวมถึงอาร์กอน (Ar) ออกซิเจน (O₂) ไนโตรเจน (N₂) และไฮโดรเจน (H₂) ประสิทธิภาพการทำงานไม่ได้รับผลกระทบจากความผันผวนของอุณหภูมิ ความดันก๊าซขาเข้า และสุญญากาศในห้อง สามารถควบคุมสถานะของพลาสมาได้อย่างเสถียรและควบคุมอัตราส่วนก๊าซสำหรับการสปัตเตอร์ปฏิกิริยาได้อย่างแม่นยำ ช่วยให้มั่นใจได้ถึงความสม่ำเสมอของฟิล์ม ความคงตัวขององค์ประกอบ ตลอดจนคุณสมบัติทางไฟฟ้าและทางแสง

สามารถใช้งานร่วมกับอุปกรณ์สปัตเตอร์แมกนีตรอนทุกประเภท ตั้งแต่ระบบการวิจัยและพัฒนาในห้องปฏิบัติการไปจนถึงสายการผลิตสปัตเตอร์ต่อเนื่องขนาดใหญ่ ครอบคลุมห่วงโซ่อุตสาหกรรมหลายแห่ง เช่น เซลล์แสงอาทิตย์ จอแสดงผล กระจกฟังก์ชัน เซมิคอนดักเตอร์ ฟิล์มบางเชิงแสง เครื่องใช้ไฟฟ้า และเครื่องมือตัดที่มีความแม่นยำ

2. หลักการทำงาน

MFC ใช้เทคโนโลยีการตรวจจับการไหลของความร้อน โดยจะตรวจจับการไหลของมวลก๊าซแบบเรียลไทม์ และดำเนินการควบคุมแบบวงปิดผ่านวาล์วควบคุมในตัว

ระบบควบคุมอุปกรณ์จะส่งค่ากำหนดการไหลเป้าหมาย MFC จะเปรียบเทียบอัตราการไหลที่วัดได้กับค่าที่ตั้งไว้อย่างต่อเนื่อง ปรับการเปิดวาล์วแบบไดนามิก และป้อนสัญญาณการไหลแบบเรียลไทม์กลับเพื่อให้สามารถควบคุมกระบวนการแบบอัตโนมัติและแบบดิจิทัลได้

ฟังก์ชั่นของแต่ละส่วนประกอบในโมดูลก๊าซในตัว:

MFC: การควบคุมการไหลอัตโนมัติที่มีความแม่นยำสูงสำหรับเส้นทางก๊าซหลัก

บายพาสโรตามิเตอร์: การอ้างอิงและการสอบเทียบแบบเห็นภาพระหว่างการทดสอบการใช้งานอุปกรณ์

บอลวาล์วแบบแมนนวล: การแยกท่อก๊าซแต่ละเส้นสำหรับการบำรุงรักษาแบบออฟไลน์และการเปลี่ยน MFC

ชุดรักษาแรงดัน: ลดความผันผวนของแรงดันก๊าซจ่ายและรับประกันการควบคุมการไหลที่เสถียร

โรตามิเตอร์แบบทั่วไปจะแสดงเฉพาะการไหลเชิงปริมาตรโดยไม่มีการควบคุมอัตโนมัติ ข้อผิดพลาดในการวัดมีความสำคัญมากภายใต้สภาวะสุญญากาศและอุณหภูมิที่แตกต่างกัน ในทางตรงกันข้าม MFC รองรับการเชื่อมโยงการควบคุมด้วยไฟฟ้า การจัดเก็บสูตร และการปรับแต่งจากระยะไกล ทำให้เป็นอุปกรณ์มาตรฐานสำหรับสายการผลิตการเคลือบแบบอัตโนมัติ

3. สถานการณ์การใช้งานแบบแบ่งส่วนห้าแบบและอุปกรณ์สปัตเตอร์ที่ตรงกัน

สถานการณ์ที่ 1: อุตสาหกรรมไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ จอแสดงผล และกระจกเชิงฟังก์ชัน Low-E — สายการผลิตต่อเนื่องขนาดใหญ่

อุปกรณ์จับคู่: สายการผลิตสปัตเตอร์อย่างต่อเนื่องในแนวตั้ง, สายสปัตเตอร์แบบม้วนต่อม้วน, สายเคลือบกระจกแนวนอนขนาดใหญ่

คำอธิบายแอปพลิเคชัน

ภาคนี้ครอบคลุมถึงฟิล์มนำไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ พื้นผิวจอแสดงผล OLED/LCD กระจกสถาปัตยกรรมประหยัดพลังงาน Low-E และกระจกคลุมรถยนต์ สิ่งอำนวยความสะดวกการผลิตจำนวนมากอย่างต่อเนื่องเหล่านี้ประกอบด้วยห้องสุญญากาศขนาดใหญ่และการทำงานที่ไม่สะดุด ช่องก๊าซในกระบวนการหลายช่องต้องการการจ่ายก๊าซที่มั่นคงในระยะยาว โดยทั่วไปกระบวนการต่างๆ จะใช้ Ar เป็นก๊าซสปัตเตอร์ผสมกับ O₂ และ N₂ เป็นก๊าซที่เกิดปฏิกิริยา ฟิล์มบางในพื้นที่ขนาดใหญ่จำเป็นต้องมีความสม่ำเสมอของบรรยากาศในห้องที่สูงมาก

ค่านิยมหลักของ MFC

MFC หลายสิบเครื่องทำงานพร้อมกันตลอดสายการผลิตทั้งหมด เพื่อรักษาอัตราส่วนก๊าซให้คงที่ตลอดรอบการทำงานที่ยาวนาน ช่วยให้มั่นใจได้ถึงความหนาของฟิล์มที่สม่ำเสมอและพารามิเตอร์ทางแสงบนซับสเตรตที่มีพื้นที่ขนาดใหญ่ ระบบรองรับการจัดการแบบรวมศูนย์ผ่านระบบควบคุมสายการผลิตและการสลับสูตรเพียงคลิกเดียวเพื่อการผลิตต่อเนื่องในปริมาณมาก ตลาดนี้ยังบันทึกมูลค่าการจัดซื้อตามคำสั่งซื้อเดียวที่ใหญ่ที่สุดในทุกกลุ่ม

กระบวนการทั่วไป: ฟิล์มนำไฟฟ้าโปร่งใส PV AZO, การเคลือบ Low-E ที่มีการปล่อยรังสีต่ำโดยใช้ Ag, ฟิล์มทู่สำหรับพื้นผิวการแสดงผล

สถานการณ์ที่ 2: อุปกรณ์กึ่งตัวนำและส่วนประกอบเซ็นเซอร์ - อุปกรณ์สปัตเตอร์ชนิดคลัสเตอร์ระดับกลางถึงสูง

อุปกรณ์จับคู่: ระบบแมกนีตรอนสปัตเตอร์แบบหลายห้องแบบคลัสเตอร์, แท่นสปัตเตอร์เวเฟอร์, อุปกรณ์เคลือบสำหรับชิปและเซ็นเซอร์

คำอธิบายแอปพลิเคชัน

กำหนดเป้าหมายไปที่เวเฟอร์เซมิคอนดักเตอร์ เซ็นเซอร์ MEMS ชิปเซ็นเซอร์ออปติคัล อุปกรณ์กำลัง และส่วนประกอบที่มีความแม่นยำอื่นๆ สาขานี้แสดงถึงกระบวนการผลิตระดับไฮเอนด์ อุปกรณ์นี้ใช้สถาปัตยกรรมห้องสุญญากาศแบบคลัสเตอร์ซึ่งมีข้อกำหนดที่เข้มงวดในด้านความสะอาดของก๊าซ ความแม่นยำในการควบคุมการไหล ความบริสุทธิ์ของก๊าซ และการป้องกันการปนเปื้อน การเบี่ยงเบนเล็กน้อยในอัตราส่วนก๊าซรีแอกทีฟส่งผลกระทบโดยตรงต่อผลผลิตของผลิตภัณฑ์

ค่านิยมหลักของ MFC

MFC ที่มีความแม่นยำสูงป้องกันการกัดกร่อนที่มีความบริสุทธิ์สูงให้เอาต์พุตการไหลที่เสถียรที่ช่วงการไหลต่ำ และลดการเบี่ยงเบนของการไหล รองรับการตรวจสอบย้อนกลับข้อมูลแบบเต็มกระบวนการเพื่อให้เป็นไปตามมาตรฐานคุณภาพอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ การจัดสัดส่วนก๊าซที่แม่นยำช่วยให้เกิดการสะสมของชั้นกั้น ชั้นสายไฟโลหะ และฟิล์มทู่อิเล็กทริก ลดความเสี่ยงการรั่วไหลและความล้มเหลวของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

กระบวนการทั่วไป: การสปัตเตอร์การทำให้เป็นโลหะของแผ่นเวเฟอร์ ฟิล์มบางของอิเล็กโทรดสำหรับเซ็นเซอร์ ฟิล์มกั้นเซมิคอนดักเตอร์

สถานการณ์ที่ 3: ผู้ผลิตส่วนประกอบทางแสงและวัสดุเชิงฟังก์ชัน — เครื่องสปัตเตอร์ริ่งแบบช่องเดียว/หลายช่องปริมาณปานกลาง

อุปกรณ์จับคู่: เครื่องเคลือบแมกนีตรอนสปัตเตอร์ริ่งแบบห้องเดียวและหลายห้องตีคู่ขนาดกลาง

คำอธิบายแอปพลิเคชัน

ลูกค้าผลิตเลนส์สายตา ฟิลเตอร์กรองแสง หน้าต่างอินฟราเรด ส่วนประกอบเคลือบเลนส์ และฟิล์มบางแบบยืดหยุ่นเกี่ยวกับแสง ผลิตภัณฑ์มีความไวสูงต่อดัชนีการหักเหของแสง การส่งผ่าน และความแตกต่างของสี การสปัตเตอร์ปฏิกิริยาถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการสร้างฟิล์มออปติกออกไซด์และไนไตรด์ การผลิตประกอบด้วยคำสั่งซื้อขนาดกลางถึงขนาดเล็กโดยมีการสลับสูตรการเคลือบบ่อยครั้ง

ค่านิยมหลักของ MFC

MFC ตอบสนองอย่างรวดเร็วต่อการเปลี่ยนแปลงพารามิเตอร์ของกระบวนการ และรักษาอัตราส่วนการผสมของ Ar ด้วย O₂/N₂ ให้คงที่ ป้องกันการเป็นพิษต่อเป้าหมายและการเบี่ยงเบนองค์ประกอบของฟิล์มบาง ช่วยให้มั่นใจได้ถึงความแตกต่างของสีที่สม่ำเสมอและประสิทธิภาพด้านการมองเห็นในแต่ละชุด และอำนวยความสะดวกในการทำซ้ำการออกแบบกองฟิล์มแสงซ้ำอย่างรวดเร็ว

กระบวนการทั่วไป: การเคลือบแสงหลายชั้นของ TiO₂, SiO₂ และ Si₃N₄ ซึ่งเป็นฟิล์มป้องกันแสงสะท้อนอินฟราเรด

สถานการณ์ที่ 4: อุปกรณ์ตกแต่ง เครื่องมือตัด แม่พิมพ์ และเครื่องจักรที่มีความแม่นยำทางอิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภคของ 3C — อุปกรณ์การเคลือบชุดขนาดกลางและขนาดเล็ก

อุปกรณ์จับคู่: เครื่องเคลือบแมกนีตรอนสปัตเตอร์ริ่งห้องเดียว / สองห้องขนาดกลางและเล็ก

คำอธิบายแอปพลิเคชัน

สองส่วนย่อยที่สำคัญ:

1. เครื่องใช้ไฟฟ้า: สารเคลือบตกแต่งสำหรับกรอบโทรศัพท์มือถือ เคสแล็ปท็อป และอุปกรณ์สวมใส่

2 การใช้งานทางอุตสาหกรรม: การเคลือบที่ทนทานต่อการสึกหรออย่างหนักสำหรับเครื่องมือตัด แม่พิมพ์ปั๊มขึ้นรูป และชิ้นส่วนเครื่องจักรกลที่มีความแม่นยำ

การผลิตใช้การผลิตเป็นชุดไม่ต่อเนื่อง ลูกค้าให้ความสำคัญกับสีของฟิล์มที่สม่ำเสมอและความทนทานต่อการสึกหรอที่มั่นคง

ค่านิยมหลักของ MFC

ควบคุมก๊าซผสม เช่น Ar N₂ และ Ar C₂H₂ อย่างเสถียรสำหรับการสะสม CrN, TiN, สารเคลือบแข็ง DLC และฟิล์มตกแต่งสี ช่วยลดการเบี่ยงเบนของสีและความต้านทานการสึกหรอที่ไม่สอดคล้องกันซึ่งเกิดจากการปรับแรงกดแบบแมนนวลแบบดั้งเดิม ช่วยลดอัตราการทำงานซ้ำของผลิตภัณฑ์

กระบวนการทั่วไป: สารเคลือบที่ทนต่อการสึกหรอโครเมียมไนไตรด์ ฟิล์มตกแต่งโลหะ การเคลือบคาร์บอนคล้ายเพชร (DLC)

สถานการณ์ที่ 5: มหาวิทยาลัย สถาบันวิจัย และศูนย์ R&D ขององค์กร — ระบบสปัตเตอร์ริ่ง R&D ระดับห้องปฏิบัติการ

อุปกรณ์จับคู่: อุปกรณ์สปัตเตอร์แมกนีตรอน R&D ห้องเดียวขนาดเล็ก เครื่องเคลือบทดลองอเนกประสงค์

คำอธิบายแอปพลิเคชัน

ใช้สำหรับการพัฒนาวัสดุใหม่ การวิจัยกลไกฟิล์มบาง และก่อนการพัฒนากระบวนการใหม่ สูตรทดลองได้รับการอัปเดตบ่อยครั้งโดยมีการเปลี่ยนแก๊สบ่อยครั้ง โดยมุ่งเน้นที่การวิจัยฟิล์มบางที่มีองค์ประกอบหลายองค์ประกอบและวัสดุเชิงฟังก์ชันใหม่ๆ แต่ละชุดประกอบด้วยตัวอย่างที่จำกัด แต่จำเป็นต้องมีความสามารถในการปรับพารามิเตอร์ได้กว้างและความแม่นยำในการควบคุมสูง

ค่านิยมหลักของ MFC

การกำหนดค่าช่วงที่ยืดหยุ่นรองรับการสลับพารามิเตอร์สำหรับก๊าซหลายประเภท หน่วยนี้รองรับการปรับอิสระด้วยตนเองหรือการควบคุมอัตโนมัติผ่านซอฟต์แวร์โฮสต์ ช่วยให้นักวิจัยปรับพารามิเตอร์อัตราส่วนก๊าซให้เหมาะสม บันทึกข้อมูลการทดลองเพื่อสนับสนุนโครงการวิจัยและสิ่งพิมพ์ทางวิชาการ

กระบวนการทั่วไป: การวิจัยเกี่ยวกับวัสดุ 2 มิติ ฟิล์มบางที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา และฟิล์มบางเชิงฟังก์ชันแบบใหม่

4. บทสรุป

ในฐานะเครื่องมือควบคุมก๊าซหลักสำหรับอุปกรณ์แมกนีตรอนสปัตเตอร์ ตัวควบคุมการไหลของมวล (MFC) มีการควบคุมการไหลแบบวงปิดที่มีความแม่นยำสูง และสามารถใช้ได้กับอุปกรณ์แบบเต็มสเปกตรัม ตั้งแต่ต้นแบบ R&D ในระดับห้องปฏิบัติการไปจนถึงสายสปัตเตอร์การผลิตต่อเนื่องขนาดใหญ่

สายการผลิตต่อเนื่องขนาดใหญ่สำหรับแผงเซลล์แสงอาทิตย์ จอแสดงผล และกระจก Low-E ถือเป็นกลุ่มตลาดที่ใหญ่ที่สุด อุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์และเซ็นเซอร์ต้องการความแม่นยำสูงเป็นพิเศษและความสะอาดสูง ผู้ผลิตฟิล์มบางที่ใช้แสงให้ความสำคัญกับการสลับกระบวนการอย่างยืดหยุ่น การผลิตการเคลือบตกแต่งและการเคลือบเครื่องมือของ 3C มุ่งเน้นไปที่ความเสถียรในการผลิต ในขณะที่แพลตฟอร์มการวิจัยของมหาวิทยาลัยต้องการความสามารถในการวิจัยและพัฒนาทั่วไป

การจับคู่โซลูชันวงจรก๊าซรวมของ MFC กับข้อกำหนดที่เหมาะสมและเกรดที่แม่นยำตามตำแหน่งอุปกรณ์ในส่วนอุตสาหกรรมต่างๆ จะทำให้กระบวนการฟิล์มบางมีความเสถียร เพิ่มผลผลิต และช่วยให้สามารถทำซ้ำกระบวนการแบบดิจิทัลได้ MFC เป็นส่วนประกอบหลักที่ขาดไม่ได้สำหรับการดำเนินงานทางอุตสาหกรรมที่มีความเสถียรของสายการผลิตแมกนีตรอนสปัตเตอร์ทุกประเภท