[发明专利]方法和控制装置

说明书

在多种实施方案中，操作进行至少第一反应涂覆过程和第二反应涂覆过程的过程组(200，700)的方法可以包括：通过第一反应涂覆过程和通过第二反应涂覆过程来涂覆基底；通过第一涂覆过程的第一操纵变量和第二涂覆过程的第二操纵变量并使用矫正元素(208)对过程组(200，700)进行闭环控制；其中，所述矫正元素(208)使第一操纵变量和第二操纵变量彼此相关，以使它们的控制值互不相同。

技术领域

多种实施例涉及一种方法和一种控制装置。

背景技术

通常，可以利用涂覆过程将层施加到基底上。所述涂覆过程例如可以通过物理气相沉积，例如阴极雾化(也称为溅射)来实现。对阴极雾化的改进例如是已知的反应溅射和反应磁控溅射。在反应溅射中，一方面，使用工作气体(例如Ar)雾化阴极(目标材料)，在这种情况下，工作气体未掺入沉积在基底上的层中，而另一方面，添加至少一种反应气体(也称为涂覆材料)，雾化的目标材料与之发生化学反应，以使反应产物沉积在基底上。

在反应溅射的情况下，可以通过将溅射布置移动到设定点(也称为操作点)和/或将其保持在该点处，用层涂覆基底，从而在该点处获得具有期望性质的层。所述设定点可以限定溅射布置的一组操作参数，所述一组操作参数的相互作用影响所述层的性质。

与例如通常能够以相对稳定的方式(例如，无需其他控制机制或仅需很小的干预)运行的没有反应气体的溅射相反，在反应气体下的溅射(也称为反应磁控溅射)可能需要适当的控制技术和控制设备来控制操作参数的复杂的相互作用。对于一些涂覆材料，这种相互作用可能特别敏感，因为，例如，首先，期望的层性质仅在窄的化学计量范围内获得，其次，反应动力学经常不稳定(例如，双稳态)。不稳定的反应动力学可能，例如，导致系统自行离开其自身的期望设定点和/或在两种自建立(稳定)的反应模式之间摆动。

双稳态特性通常是由反应动力学中的正反馈引起的，其本质上稳定一些反应模式。在反应溅射的情况下，例如，溅射阴极可以与作为反应气体的氧气反应，这使得其表面更耐等离子体，因此抑制雾化。结果，可以消耗较少的氧气，这导致氧气过量，这反过来更显著地氧化涂覆材料的表面。反应气体量的减少减少其过量，使得溅射阴极的氧化减少。这加速涂覆材料的雾化，并因此还增加反应气体在其过量被降解之前的消耗，并且反应动力学自动转换到溅射阴极的金属表面。但是，如果需要反应不完全的反应产物，则必须在稳定反应模式之间以不稳定反应模式(也称为过渡模式)进行溅射过程(也称为平衡控制)。该控制模式通常是针对单个涂覆过程来控制的。

在高生产率的涂覆系统中，可以连续进行多个相同的涂覆过程，从而使基底被涂覆得更快和/或具有较厚的层。常规地，就气体技术而言，所述多个涂覆过程通过泵室彼此分开，所述泵室设置在两个涂覆过程之间，并提供强的气体槽(gas sink)，从而可以抑制涂覆过程之间的气体交换。这导致对涂覆系统的高空间需求，但是防止例如涂覆过程之间的相互作用。如果要减少空间需求，这可能会损害气体分离。在减少气体分离的情况下，涂覆过程然后可以互相影响，使得其控制电路作为干扰变量互相作用。与过渡模式类似，这可能会导致系统偏离其自身的期望设定点的效果，并且尽管受到控制，反应动力学也倾向于偏移。

发明内容

在各种实施方案中，已经认识到，可以通过减小控制电路的自由度来降低要控制的多个涂覆过程的复杂性。因此，说明性地，可以提供一种组控制系统，其能够将多个涂覆过程作为一个组共同地进行控制。说明性地，为此，各个涂覆过程的操纵变量(也称为“控制变量”、“操纵输入”、“操纵过程参数”或“校正变量”)彼此相关，使得他们不再独立。每个操纵变量可以对应于控制器输出。

在各种实施方案中，操作至少进行第一反应涂覆过程和第二反应涂覆过程的过程组的方法可以包括：通过第一反应涂覆过程和通过第二反应涂覆过程来涂覆基底；通过第一涂覆过程的第一操纵变量和第二涂覆过程的第二操纵变量并使用矫正元素对过程组进行闭环控制；其中，所述矫正元素(也称为校正项)使第一操纵变量和第二操纵变量彼此相关，以使它们的控制值互不相同。