光纤传感器在磁控溅射镀膜温度的监测

2023-12-04 11:19

磁控溅射（Magnetron Sputtering）是一种常见的物理气相沉积 (PVD) 工艺，具有速度快、温度低、损伤小等优点，其关键特点是使用一个磁场来控制并增强溅射过程。已发展成为工业镀膜中非常重要的技术之一，其次由于具有溅射速率高，沉积速率高，沉积温度低，薄膜质量好的等优点，越来越受到有关方面的关注。

磁控溅射原理

磁控溅射的工作原理是指电子在电场E的作用下，在飞向基片过程中与氩原子发生碰撞，使其电离产生出Ar正离子和新的电子；新电子飞向基片，Ar离子在电场作用下加速飞向阴极靶，并以高能量轰击靶表面，使靶材发生溅射。在溅射粒子中，中性的靶原子或分子沉积在基片上形成薄膜，而产生的二次电子会受到电场和磁场作用，产生E（电场）×B（磁场）所指的方向漂移，简称E×B漂移，其运动轨迹近似于一条摆线。若为环形磁场，则电子就以近似摆线形式在靶表面做圆周运动，它们的运动路径不仅很长，而且被束缚在靠近靶表面的等离子体区域内，并且在该区域中电离出大量的Ar 来轰击靶材，从而实现了高的沉积速率。随着碰撞次数的增加，二次电子的能量消耗殆尽，逐渐远离靶表面，并在电场E的作用下最终沉积在基片上。由于该电子的能量很低，传递给基片的能量很小，致使基片温升较低。

磁控溅射是入射粒子和靶的碰撞过程。入射粒子在靶中经历复杂的散射过程，和靶原子碰撞，把部分动量传给靶原子，此靶原子又和其他靶原子碰撞，形成级联过程。在这种级联过程中某些表面附近的靶原子获得向外运动的足够动量，离开靶被溅射出来。磁控溅镀便是利用磁控溅射技术一种常见的表面处理技术，用于给材料表面镀上一层薄膜。下面工采网小编通过本文介绍一下磁控溅镀常用的温度是多少?以及如何检测磁控溅镀的温度变化。

磁控溅射镀膜其温度控制是非常重要的一步。不同的靶材和衬底需要不同的温度处理，一般在室温到数百摄氏度之间。温度对磁控溅射镀膜的形貌，晶体结构，纯度和结合能等性质都有很大的影响，需要的注意的是对于金属靶材，通常需要较高的温度，以使金属原子蒸汽化和扩散。常见的金属靶材如铜、银、金、钛、铝等，其溅射温度通常在300 - 800°C之间；非金属靶材，如氮化硅、氧化物、碳化物等，其溅射温度通常在室温到数百摄氏度之间；一些高温钨钼系的合金靶材其溅射温度达到了数千摄氏度。那么对于磁控溅射镀膜温度的变化我们该如何监测呢？

现有磁控溅射镀膜用温度检测装置中，温度检测器通常设置在镀膜腔室内的某一个固定位置，通过测量该固定位置处的温度即可得到基片的温度。然而，由于镀膜过程中基片周围温度的分布是不均匀的，导致测出来的基片温度非常不准确。为此工采网推荐使用光纤传感器监测磁控溅射镀膜温度变化，光纤传感器是一种利用光纤的光学特性来测量和监测温度的装置。它通过测量光的折射率变化来推测温度的变化，具有高精度、远距离传输和抗干扰能力强等特点。加拿大FISO光纤温度传感器- FOT-L-SD和FOT-L-BA是一类非常适合在j端环境下测量温度的光纤温度传感器，这种极端环境包括低温、核环境、微波和高强度的RF等。FOT-L-SD的封装材料是PTFE，它的测温范围为-40°C ~ 300°C (-40°F ~572*F)。FOT-L-BA的设计直径更小，这使得它的响应时间相对更快。它的测温上限为250°C。

FISO的光纤温度传感器能够提供精确、稳定和可重复的温度测量。这些测量均基于反射光的变化---与发射光对比时--由传感器内部高度稳定的玻璃的热膨胀弓|起。因而FOT-L 集所有您期望从理想传感器器身获取的优良特性于一体。因此，即使在极端温度和不利的环境下，这类传感器依然能够提供高精度和可靠的温度测量。

原文标题 : 光纤传感器在磁控溅射镀膜温度的监测