溅射工艺控制系统的发展

这一切都始于20世纪80年代。当时，重点放在需要特别关注的个别过程上。例如Ti或Si反应溅射速率的提高，特别是在早期只有平面靶可用的时候。通常，这是通过等离子体发射监测完成的（见图）。为了检测氧分压和相对压力控制，使用lambda探针来稳定过程漂移并保持稳定的工作点。这些年来，这种控制和传感系统已经改进并相对成熟。如今，可以从各种供应商处获得非常稳定和强健的控制系统。

自2000年代以来，模拟工具就开始介入其中。这里的目的不仅仅是膜层堆叠的开发和逆向工程，而是更好地了解膜层的光学特性及其对磁场强度、工艺气体微调和沉积速率的依赖性，从而开发出预测最合适工艺调整的工具。

自2010年代以来，基于软件的溅射工艺控制解决方案已经问世。例如Wolfgang Theiss的BREIN软件以及VON ARDENNE的在线微调和垫片工具。与传统的逐步/试错方法相比，这些产品能够更快地进行工艺的调整。

如今，人们的注意力正转向提高整个镀膜效率的解决方案，而不是单个步骤。镀膜已发展成为工业生产中的一种商品。因此，生产者必须强调成本和资源的效率。能源、劳动力、原材料和设备正常运行时间是在这场竞争中取得成功的关键。因此，我们采用了复杂的控制算法。它们不是简单地控制单个过程，而是控制整个膜层堆叠和在设备不同状态之间的复杂、完整的转换。

我们现在可以使用先进的软件解决方案在自动化方面迈出下一步：

• 反应溅射工作点的自动确定，不仅适用于单个磁控管设置，也适用于多磁控管设置
• 全膜层堆叠光学性能的闭环控制
• 不同设备状态（维护、空闲、产品1、产品2等）之间的自动转换

未来，生产设备内部和周围的丰富数据将被利用，以完成更艰巨的任务。因此，我们将能够预测尽可能好的维护范围和日期。我们将关联大量数据，以更好地了解故障模式并减少损失。

最终，我们可能会使用人工智能建立我们生产环境的数字孪生，以更准确地预测流程优化。这将通过避免需要困难的硬件调整的学习体验来降低成本。

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