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高精度真空蚀刻线需要知道的事项
发布时间：
2021/09/15 00:00
摘要：针对便携式真空计校准装置以实现真空计的现场校准，基于静态比对法校准技术，本文提出了一种采用微型数字针阀和上下游双向气体流量调控模式的技术方案，结合双通道高精度的真空度PID控制器，可在真空度精密控制的前提下解决现场校准和便携性问题。
为实现真空计现场校准和校准装置的便携性，基于静态比对法校准技术，本文将提出采用微型数字针阀和上下游双向气体流量调控模式的技术方案，结合高精度的真空度PID控制器，可在真空度精密控制的前提下解决现场校准和便携性问题，真空度的波动可控制在±1%以内。
（2）真空度控制器采用二通道高精度真空度控制器，控制器的A/D为24位，D/A为16为，可对应电容薄膜真空计的高精度信号输出和满足真空度控制精度要求。控制器的两个通道分别对应于两个真空计的输入信号、两路数字针阀的进气和抽气流量的精密调节。在真空度控制过程中两路传感器信号可根据需要自动切换，以实现全量程范围内的可编程自动控制。控制器带PID自整定功能和标准的MODBUS通讯协议。
在图1所示的真空度控制系统中，采用了与以往真空度控制不同的方法，即在真空腔室上增加了一路进气通道，并采用了响应速度较快的数控针阀、电动球阀和高精度多通道控制器。此方案具有以下两项突出特点：
在PSIA中显示压力测量值的高精度数字压力表是PSIA压力传感器校准的标准参考仪器。使用能够同时施加压力和真空的简单手动泵以及高精度数字压力表（图3）足以快速准确地校准任一类型的压力传感器.
在制造这个过程中，光刻机和蚀刻机是非常重要的两台机器，越是高精度的半导体芯片对于光刻机和蚀刻机的品质要求就越高。
用作标准的高精度电容压力计是校准电容压力计和热导计的仪器。传输标准通常包含在台式或便携式真空校准系统中，被测单元安装在该系统上。这些系统包括高精度电容压力计及其读数、真空泵、连接被校准传感器的测试端口、手动压力控制阀或带压力控制器的比例控制阀（用于自动压力控制），以及连接它们的不锈钢管道。
为了对上述技术方案进行考核，我们首先对真空低压控制方式进行考核，搭建了下游模式的真空度控制考核试验装置，后续还将对高压压力控制进行考核。真空低压控制考核试验装置结构如图2所示，装置中采用了普通的电气比例阀，还包括的真空比例阀、高精度PID控制器和真空腔体，真空计采用了的薄膜电容真空计，整个试验装置如图3所示。
（1）下游控制方式：因为在CVD工艺过程中的真空度并不高，基本在10~500Torr范围内，在此范围内的低真空控制，采用下游控制方式可以达到较高精度，且控制速度很快。而上游控制方式则很难达到满意的控制效果，上游控制方式一般适用于较高真空度的低压控制。
系列产品可配各种手动和电子控制形式的先导阀，可形成开环和闭环控制回路。通过外接真空计和真空压力控制器相结合，可构成闭环形式快速高精度可编程真空控制回路。
数字印刷通用于PCB板制备、凹印、移印、精密蚀刻等领域的小型高精度板输出设备。此外，专用蚀刻掩膜油墨在各种材料表面和蚀刻条件下具有良好的耐腐蚀性和易退膜性能。
董事长表示，此次产线验收是公司空间行波管业务达成的又一个重要里程碑，这标志着公司能够生产高精度、高一致性、高良品率、高产能的产品，可以具备向航天用户交付高品质空间行波管的能力，以满足全国互联网卫星制造不断增长的需求。
31日，国内首条拥有完全自主知识产权的空间行波管自动化生产线顺利通过验收，并与航天九院签订采购协议。董事长表示，此次产线验收是公司空间行波管业务达成的又一个重要里程碑，这标志着公司能够生产高精度、高一致性、高良品率、高产能的产品，可以具备向航天用户交付高品质空间行波管的能力，以满足全国互联网卫星制造不断增长的需求。
便携式真空计校准装置自研制代至今，近几年来，产品得到国内外30多家单位的应用。发挥着，在嫦娥系列月球探测器、火星探测器、空间站、北斗导航卫星等重大航天型号任务的研制试验及发射中得到了极大应用；在芯片、行波管、高端电气、真空器件、高精度时钟、电池等生产过程/生产设备的定期校准中也发挥着重要作用；同时，在航空发动机、火箭、导弹等的试验与生产，特种钢材冶炼、高纯度气体制备、医疗装备生产现场都曾出现便携式真空计校准装置的小身影。
董事长表示，此次生产线验收，标志着公司能生产高精度、高一致性、高良品率、高产能的产品，具备向航天用户交付高品质空间行波管的能力，也标志着我市空天信息企业解决国家航天工程核心部件问题迈出关键一步。将投资3亿元，开展Q频段空间行波管技术的研发生产，巩固行业地位。
为实现真空度控制过程中的高精度调节，我们在针阀基础上采用数控步进电机开发了一系列不同流量的电子针阀，如图3所示。此系列数控针阀的磁滞远小于电磁阀，并具有1秒以内的高速响应，特别是采用了氟橡胶（FKM）密封技术，使阀门具有的耐腐蚀性，详细技术指标如图4所示。
第二为了使装置功能强，能够校准不同种类的真空计，要保证装置量程足够宽、精度高。研发人员采用多种计量方法，将静态比较法、动态比较法、动态流量法等集成在一起。由于各种方法的原理、结构均不相同，甚至可能相互干涉，研发人员不断反复地进行迭代试验，创新性地将它们设计组合在一起，实现宽量程、高精度的校准。
本文所提出的解决方案是实现在压力范围内的精密控制，控制精度极限可达到0.1%。即提供一个可控气压源解决方案，采用双向控制模式的动态平衡法，结合高精度步进电机和微小流量电动针阀、高精度压力传感器和多通道PID控制器，气压源可进行高精度的各种真空压力的可编程输出，同时也可用于控制不同的流体流量。
考核试验装置中的PID控制器和计算机如图4所示，其中还配备了高精度数据采集器和软件以记录和观测整个真空度控制过程和控制精度。
董事长表示，此次生产线验收是公司空间行波管业务达成的又一个重要里程碑，标志着公司能够生产高精度、高一致性、高良品率、高产能的产品，可以具备向航天用户交付高品质空间行波管的能力，以满足全国互联网卫星制造不断增长的需求。
新型节能真空泵节能原理的前提是，节能真空泵模型的设计比常规真空泵更节能，模具应采用高精度铸造模具时，叶轮平衡必须由计算机控制的叶轮平衡器完成，并且所使用的电动机也应为节能电动机。
真空等离子体设备可用于航空航天绝缘材料、电子元件等表面涂层前处理，也可用于线路板的清洁和蚀刻。薄膜、聚丙烯等材料的无氧化、活化处理，改善了焊接性能。在半导体工业中，可用于晶片加工和处理，去除光刻胶片，封装前预处理，也可用于LED支架清洗封装前预处理。
日前，我国又1项大国重器亮相，半导体领域再次突破，重要性堪比光刻机，它就是高精度等离子蚀刻机。据了解，目前蚀刻机技术世界，这款机器可以进行精度高达5纳米级别的等离子蚀刻，技术非常精密先进，此外，它不仅可以在芯片上蚀刻电路，还可以制造光栏等光学部件，是我国在半导体领域的重大突破。事实上，我国近年来为了促进芯片发展，总投资已经达到上亿元。
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