Moduł optycznej diagnostyki plazmy stanowiska do badań technologii PVD

• Autorzy: Przybylski J. , Majcher A.

Warianty tytułu

EN

Optical plasma diagnostics module stand for PVD processes research

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Spektroskopia emisyjna plazmy pozwala na precyzyjny dobór składu chemicznego osadzanej powłoki i tym samym otrzymywanie warstw wierzchnich o zakładanym składzie. W artykule przedstawiono realizację modułu spektralnej analizy i diagnostyki plazmy w stanowisku badawczym procesów PVD. Umożliwia on prowadzenia badań związanych z modernizacją istniejących technologii lub opracowywanie nowych, wykorzystujących pętle regulacji z sygnałami spektroskopowymi. Przedstawiono dwa układy sterowania z wykorzystaniem optycznej diagnostyki plazmy. Pierwszym z nich jest sterowanie dozowaniem gazów technologicznych dla utrzymania zadanego stosunku dwóch sygnałów spektralnych w procesie azotowania jarzeniowego. W drugim układzie moduł analizy optycznej zastosowano do kontroli składu plazmy w procesach rozpylania magnetronowego. Opisano możliwości zastosowania modułu także w innych procesach plazmowych.

EN

Plasma emission spectroscopy allows for the precise selection of the chemical composition of the deposited coating to obtain the surface layers of the intended composition. The article presents the analysis and diagnostic module of a PVD process research stand. It allows conducting research related to the upgrading of existing technologies or developing new technologies, using control loops with spectroscopic signals. Two control systems using optical plasma diagnostics are presented. The first is the control of technological gases to maintain a specified ratio of two spectral signals in the plasma nitriding process. In the second, an optical analysis module is used for checking the composition of plasma in the magnetron sputtering process. The applicabilities of the other plasma processes are also described.

Słowa kluczowe

PL

OES; spektroskopia emisyjna; system sterowania; plazma; PVD

EN

OES; emission spectroscopy; control system; plasma; PVD

• Wydawca: Wydawnictwo Naukowe Instytutu Technologii Eksploatacji - Państwowego Instytutu Badawczego
• Czasopismo: Problemy Eksploatacji
• Rocznik: 2013
• Tom: nr 1
• Strony: 141--150
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Przybylski J.

• Instytut Technologii Eksploatacji - PIB, Radom

autor

Majcher A.

• Instytut Technologii Eksploatacji - PIB, Radom

Bibliografia

• 1. Przybylski J., Majcher A.: Modułowe stanowisko badawcze dla procesów PVD pozwalające na wdrażanie nowatorskich technologii. Problemy Eksploatacji 3, 197-204 (2011).
• 2. Przybylski J., Majcher A., Gut P.: Concept of Electron Beam Physical Vapour Deposition Test Stand with Specific Functional Properties, Tribologia 2/2013 (248), 151-158, Radom 2013.
• 3. Walkowicz J.: Fizykochemiczna struktura plazmy a skład chemiczny i fazowy warstw wytwarzanych technikami inżynierii powierzchni. Wydawnictwo i Zakład Poligrafii Instytutu Technologii Eksploatacji, Radom 2003.
• 4. Chen L., Luciani V., Miao H.: Effect of alternating Ar and SF6/C4F8 gas flow in Si nano-structure plasma etching. Microelectronic Engineering, Vol. 88, Issue 8, (2011), pp. 2470-2473.
• 5. Chiu K-F., Chen C.C., Chen C.L., Leu H.J.: Pulsed plasma induced protection coatings on composite LiMn2O 4 powder cathodes. Surface & Coatings Technology, 2012 (in press).
• 6. Osorio-Vargasa P., Sanjinesb R., Rualesa C., Castroa C., Pulgarina C., Rengifo-Herrerac A-J., Lavanchyd J.-C., Kiwie J.: Antimicrobial Cu-functionalized surfaces prepared by bipolar asymmetric DC-pulsed magnetron sputtering (DCP). Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry, Vol. 220, (2011), pp. 70-76.
• 7. Willmott P.R.: Deposition of complex multielemental thin films. Progress in Surface Science, Vol. 76, Issues 6-8, (2004), pp. 163-217.
• 8. Belkind A., Gershman S.: Plasma Cleaning of Surfaces. Jinghoung Vacuum Thin Film (Shenzhen), www.jh-vac.com.
• 9. Sarakinos K., Alami J., Konstantinidis S.: High power pulsed magnetron sputtering: A review on scientific and engineering state of the art. Surface & Coatings Technology Vol. 204, 2010, pp. 1661-1684.
• 10. Kułakowska-Pawlak B., Zyrnicki W.: Spectroscopic investigations into plasma used for nitriding processes of steel and titanium. Thin Solid Films, Volume 230, Issue 2, 10 August 1993, pp. 115-120.
• 11. Satoa S., Araia Y., Yamashitab N., Kojyob A., Kodamab K., Ohtsuc N., Okamotod Y., Wagatsuma K.: Surface-nitriding treatment of steels using microwave-induced nitrogen plasma at atmospheric pressure. Applied Surface Science Vol. 258, 2012, pp. 7574-7580.
• 12. Modicon M340 automation platform Catalog 2010 http://static.schneider-electric.us.
• 13. LabView User Manual, 2013, National Instruments Corporation, http://ni.com/labview.
• 14. Wagner C., Armenta S., Lendl B.: Developing automated analytical methods for scientific environments using LabView. Talanta, vol. 80, no. 3, 2010, pp. 1081-1087.
• 15. Wu Q., Wang L., Zu L.: A LabView - based virtual instrument system for laser - linducted fluorescence spectroscopy. Journal of Automated Methods and Management in Chemistry, vol. 2011, ID 457156, pp. 1-7.
• 16. OPC Fundation. OLE for process control, OPC overview, http//www.opcfundation.org.
• 17. User’s Manual, Plasma Monitoring & Process Control System, Ocean Optics GmbH, PlasCalc 2000, 2005.