Plasma Emission Monitor (PEM)的分类
Plasma Emission Monitor (PEM)有两大主流: (a) lens filter type(滤光片型) (b) spectroscopic type(分光型) (a) 滤光片型的每个频道只能一次看一个波长,如果要看另外一个波长,就需要更换滤光片。通常此滤光片以中心波长为主,向长波与短波方向延展大约各5nm。所以,滤光片型的PEM没有所谓的光谱分辨率,滤光片能看到的是包含很宽广的一个积分光谱区域。因为全光谱都被此滤光片滤光了,所以通过的光线强度十分微弱,因此需要一个很灵敏的侦测器来取得光线的强度信息并加以放大成为可以分析使用的电讯号。所以,滤光型的光感应装置包含: 一个防镀的准直镜头(一根小管子,不是蜂巢)、一片滤光片、一个PMT(Photo-Multiplier Tube)光电倍增管侦测器,来把光的讯号转成电的讯号。 (b) 分光型的每个频道使用数组方式的arrayed CCD分光光谱仪,可同时看到分布在200nm-1100nm光谱范围内的2048个光谱谱线数据,光学分辨率可达1.4nm。光感应的装置包含: 一个安装蜂巢式的防镀装置的准直镜头、真空内部导光的石英光纤、光纤导光用的真空法兰、外部导光的石英光纤、arrayed CCD分光光谱仪。
How long to clean the protection device of collimator
准直镜头上的蜂巢式防镀装置(honey comb protection device),不是filter,防镀装置上的蜂巢结构,主要是靠内径的大小来阻挡原子与分子在特殊真空压力下进入蜂巢内管。这是根据自由平均路径的计算得到的结果。蜂巢结构的深度(此管状装置的长度)正好将所有会进入到深处污染光学镜片(镜头)都挡住。根据准直径头摆放的位置来决定多久要清洁一次。PECVD的应用,如果摆放位置正确,可能两到三年的使用还不需要清洁。大部分需要清洁的应用会是溅镀(sputtering),有些摆放位置比较接近靶材镀膜的表面,多久需要清洁一次,很难说得准。若摆放在很近镀膜区域而且一定会被镀到的位置,当镀膜制程的操作压力高,自由平均路径短,此时蜂巢装置的表面很快会被镀上一层厚厚的镀膜,就需要经常清洁。如果操作压力低,自由平均路径变长,在蜂巢装置上的镀膜,会进入管内且表面上的镀膜虽会增加但是增加速度较慢,此时清洁的时间间隔会拉长不会很频繁。何时需要做清洁? 可以在EMICON软件上加以特殊的endpoint设定,在每一个主要的monitoring tracks上都做一个lower limit的设定,一旦所有条件都达到,就可以输出一个digital TTL signal通知需要清洁了。原理是: 蜂巢结构如果被镀膜遮蔽,所有的监视谱线的强度会同时减弱,而不是其中的某些谱线强度减弱。因为强度的衰减是全面性的发生,所以很容易由设定的终点条件来判断是否需要做清洁。
Advanced EMICON (Emission Controller) system vs. traditional PEM (Plasma Emission Controller) system
A traditional PEM (Plasma Emission Monitor) system in charge of a closed loop control of a reactive sputtering process is well-known established in a variety of coating applications in decades. Normally a high sensitivity PMT (Photo-Multiplier Tube) detector amplifies the light signal coming from plasma zone filtered by a narrow band-pass filter or scattered by [...]