[实用新型]一种磁控溅射靶靶材消耗的监控管理装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及真空镀膜技术领域，尤其涉及一种磁控溅射靶靶材消耗的监控管理装置。

背景技术

近年来，随着磁控溅射技术的不断发展，其在真空镀膜设备中得到了广泛的应用。如图1所示的真空镀膜设备，真空箱体3内放置基片（玻璃）1、加热单元2、布气管4、溅射靶靶材5，箱体3外放置高强度磁铁6，真空镀膜原理为：在一稳定的中高真空及中高温的环境下，在阴阳极间加一直流电压及溅射靶靶材上加一磁场，在真空箱体中通入适量的工艺气体（如氩气），溅射靶靶材在离子的撞击下被溅飞，溅飞的物质沉积而附着于目标基片上而制成薄膜。在应用磁控溅射技术对大面积工件进行镀膜时，靶材在生产材料成本中占了很大的比例，而且更换靶材时需要破空从而占据了很多生产辅助时间，因此在线对靶材的消耗量进行监控对节约生产成本、提高生产效率及品质控制有些比较积极的作用。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种磁控溅射靶靶材消耗的监控管理装置，对靶材的消耗量进行实时监控，从而对成本进行有效控制。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的。

一种磁控溅射靶靶材消耗的监控管理装置，包括：依次连接的直流电源单元、中央控制单元、模数转换单元及终端，所述终端同时与中央控制单元连接，模数转换单元同时与靶电源连接。

优选地，所述监控管理装置包括N路所述模数转换单元，所述N≥1。

优选地，所述终端采用触摸式图形操作显示终端。

本实用新型实施例与现有技术相比，有益效果在于：

                                                              本实用新型可实时记录溅射靶靶材的主要工艺参数，并根据该主要工艺参数来计算靶材的消耗量、厚度等，最终通过动态曲线显示，有助于实现成本控制、品质控制等。

附图说明

图1为真空镀膜的基本原理图；

图2为靶材厚度与主要工艺参数的关系曲线图；

图3为本发明实施例的磁控溅射靶靶材消耗的监控管理装置结构图；

图4为本发明实施例的监控管理装置的工作流程图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

在真空镀膜过程中，对磁控溅射靶靶材的消耗量有影响的主要工艺参数有：真空度、温度、工艺气体量、靶电压、靶功率等，而如图2所示，通过实验发现：a）靶材消耗量与靶功率成相关倍数关系，b）靶材消耗量与靶功率乘时间成相关正比例关系，c）靶材消耗量与其他工艺参数变化关联性占比不大。因而，本实用新型的监控管理装置主要通过监控靶功率来计算得出靶材消耗量。

如图3所示，本实用新型实施例中监控管理装置包括：PLC (小型工业可编程控制器)的直流电源单元， PLC的中央控制单元，多路A/D转换单元（通道数可根据实际要求配置），触摸式图形操作显示终端（可实现开关量及数字量和标志等的输入及显示等），靶电源。其中，直流电源单元、中央控制单元、A/D转换单元、触摸式图形操作显示终端依次连接，中央控制单元同时与触摸式图形操作显示终端连接，用于根据终端的输入进行靶材消耗量的计算。在具体应用时，输入信息有靶功率值、靶电压值、初始靶材厚度、工艺修正补偿值（可根据实际情况来定），输出显示有靶功率值动态曲线、靶材消耗值动态曲线、靶材厚度动态曲线、靶电压值动态曲线、靶工作状态及报警提示。

如图4所示，上述装置的工作原理为：

401、输入靶功率值，将该靶功率进行转换；

402、进行模数转换后直接输出至终端进行动态曲线显示，同时输出至中央控制单元；

403、中央控制单元间隔采样得到采样值，同时产生修正补偿值；

404、中央控制单元根据修正补偿值对采样值进行修正，得到采样修正值；

405、累加采样修正值，据此计算得出靶材消耗量，一方面将靶材消耗量输出至终端进行动态曲线显示，一方面与初始靶材厚度值进行比较计算出当前的靶材厚度并输出至终端进行动态曲线显示。

在应用中，还可通过终端输入靶电压值，对靶电压进行转换以及模数转换处理后间隔采样，再输出至终端通过动态曲线显示。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。