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1. 我的靶材材料很特殊。我該如何決定使用何種製程電源：RF 電源或是 AC 或 DC 電源？
2. 好的，我應該如何在 AC 和 DC 電源之間進行選擇？
3. 我該如何決定直通式 DC 或脈衝 DC 哪種更適合我的製程？
4. 我能達到多高的濺射速率？
5. 我應該在濺射設備功能表系統中控制何種電弧設定點？
6. 我的濺射速率已經十分穩定了。為什麼現在突然要改變它？
7. 使用平面和可旋轉靶材有何不同？
8. 平面和可旋轉靶材的不同侵蝕類型是如何在其靶材使用壽命期間影響製程的？
9. 一般來說，前面您已經提到，脈衝直流電源和交流電源生產出的薄膜品質比普通直流電源要高。那麼，它們生產的薄膜品質實際上究竟有何不同？
10. 我該怎樣優化我的濺鍍率？
11. 我聽說有一種即將推出的 HPPMS 技術可以生產極其平整而均勻的薄膜，但是現在還沒有廣泛推出。有沒有其他選擇可以用現有的設備生產出類似品質的薄膜？

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12. 我如何確定直流脈衝適合我的 FPD 製程？
13. 通過直流脈衝，電壓反轉過程中缺乏濺射會影響濺射速率嗎？
14. 有可通過提高封包層的品質來延長 OLED 壽命的技術嗎？
15. 在開發 OLED 和其他高級製程過程中，我可以從何處獲得幫助？
16. 現有的什麼產品技術有益於 FPD？

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1. 我的靶材材料很特殊。我該如何決定使用何種製程電源：RF 電源或是 AC 或 DC 電源？
   答：是否需要使用 RF 可以透過以下測量得到直觀肯定的判斷；您需要一個簡單的歐姆表。將歐姆表的兩隻探棒置於靶材材料表面的任意位置。如果歐姆表讀數為無窮大（例如，純鋁靶材材料的讀數將為無窮大），那麼您的製程需要 RF 電源。另一方面，如果歐姆表讀數不為無窮大時，則使用 AC 或 DC 電源。
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2. 好的，我應該如何在 AC 和 DC 電源之間進行選擇？
   答：進行這種選擇需要一定技巧。如果您的製程是批量流程，可能選用 DC 或脈衝 DC。此時我們所關注的是流程中的陽極損耗。如果使用 DC 反應式濺射 SiO2，則陽極（浮動或反應室）將最終由絕緣體 SiO2 構建。該絕緣層阻止電子回流至電源（+ return）。製程電壓將升高，而且製程將變得不正常並最終由於主要電弧和電源降低而停止。關鍵在於了解您的製程持續時間以及您希望放下多少材料。您必須確實密切了解並理解您的反應室幾何結構和濺射流程。有一些很有趣的小訣竅能夠保持陽極清潔更長時間。脈衝 DC 就是其中一種。（其他方法另行討論。
   
   要求絕緣材料能夠濺射數天和幾週的內嵌製程非常簡單。AC 是達到這一要求非常不錯的方法。不利之處在於需要購買、安裝並維護第二陰極。AC 將提供改善的鍍膜品質，包括平滑度、減少針孔及更高的捆紮密度。
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3. 我該如何決定直通式 DC 或脈衝 DC 哪種更適合我的製程？
   答：使用脈衝 DC 幾乎總能得到更好的鍍膜品質，但直通式 DC 相對更加便宜。這即是說，使用脈衝 DC 能夠讓您避免購買另一個昂貴的陰極。使用脈衝 DC，您將改善鍍膜的平滑度、填料密度、透射度並減少針孔。
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4. 我能達到多高的濺射速率？
   答：答案取決於每個單獨地配置—而這些配置還可能會動態變化。濺射速率取決於：
   • 反應室幾何結構和陰極/陽極設計
   • 工作電壓
   • 氣體混合
   • 靶材厚度
   • 磁性強度
   • 工作電源
   • 靶材到感光底層的距離
   即是說您可能達到每秒 2 至 10 Å 的速率。這表明使您的濺射系統最佳化是一项藝術和科學兼備的工作—成本、濺射速率和鍍膜品質間的平衡。最關鍵的地方在於密切了解並理解您的反應室和濺射流程。您應該使初始速率執行的時間比實際製程執行的時間長，以便學習反應室和製程的特性。以較低的電源執行初始速率，然後每次慢慢提高電源，這樣您將了解在真實製程中預期的速率。
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5. 我應該在濺射設備功能表系統中控制何種電弧設定點？
   答：又是一個難於回答的問題。它同樣取決於多項變化的因素：
   
   • 靶材材料和厚度
   • 陰極尺寸
   • 工作電壓，該電壓受氣體混合、磁性強度和反應室壓力的影響
   典型地，我建議將電弧中斷點設定為工作電壓的 10%。然而，較大的目標需要更長的間隔時間，因為需要更長的時間才能完全消除這些大傢伙上的電弧能量。目標表面越大，電弧處理間隔時間就越長。
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6. 我的濺射速率已經十分穩定了。為什麼現在突然要改變它？
   答：OK，我的第一反應是：您對系統所做的最後一件事是什麼？大約 90% 的情況中該問題能夠給您答案。如果您還沒有得到答案，那下面是其他一些需要調查的情況：
   
   • 您是否看見更多的電弧？
   • 等離子體的顏色是否發生變化？
   • 電源的電壓和電流是否發生變化？
   • 您是否能夠達到相同的基礎電壓？
   • 是否需要相同的氣體流才能得到相同的製程壓力？
   • 速率提升測試的時間是否相同？
   上述所有問題都可能指出反應室的某處存在洩漏問題。它還表明反應室的清潔程度。這兩方面的內容將在更深入的討論中繼續。
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7. 使用平面和可旋轉靶材有何不同？
   答：通常，平面靶材的利用率約為35%，可旋轉靶材的利用率約為85%。這些數位與所採用的製程電源模式或靶材材料無關。但是，請注意，可旋轉陰極不能與射頻電源相容。一般來說，可旋轉陰極最適合用於交流、直流或脈衝直流電源供電的製程。
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8. 平面和可旋轉靶材的不同侵蝕類型是如何在其靶材使用壽命期間影響製程的？
   答：儘 管平面和可旋轉靶材的侵蝕方式確有不同，但實際上您在該靶材使用壽命期間處理製程電源的方式基本上是相同的。就可旋轉靶材而言，靶材厚度以一種一致的方式 減少，從而導致磁體向靶材表面移動。這將導致電流的增大和電壓的降低。儘管平面靶材的侵蝕方式不一致，但您會發現電流減小，電壓增大。
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9. 一般來說，前面您已經提到，脈衝直流電源和交流電源生產出的薄膜品質比普通直流電源要高。那麼，它們生產的薄膜品質實際上究竟有何不同？
   答：以下的圖片顯示，薄膜品質存在十分顯著的差異。
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   普通直流電源生產出的薄膜品質（上圖） vs 脈衝直流電源生產出的薄膜品質（下圖）
   資料來源：英國索福爾德大學 (University of Salford)、先進材料與表面工程中心 (Centre for Advanced Materials and Surface Engineering)

   
   
   
   
   
   
   
   
   
   

   普通直流電源生產出的薄膜品質（上圖） 相對於 交流電源生產出的薄膜品質（下圖）

   
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10. 我該怎樣優化我的濺鍍率？
    答：這與先前的“請教 Doug！”的內容有很多重複，在“我可以獲得多少的濺鍍率？”中我已經回答了這個問題。
    
    這個問題的一般規則是壓力越低，濺鍍率和薄膜品質越高，因為這種情況下電漿區的分子碰撞較少，電漿投射距離（濺鍍的粒子從靶材到達基板的能力）較長。因此，盡可能地在低的壓力下進行濺鍍，當然，要避免陷入氣體不足的情況，這會使您的電源出現問題。（見以上評估電源品質。）
    
    您可以做的第二件事是使用一個磁場強度計來檢查磁控管的平衡。不平衡的磁控管會增大電漿投射距離，產生多餘的電子，這會影響基板溫度和薄膜品質。平衡的磁控管可集中投射距離，這將有助於您提高濺鍍率，尤其是當陰極與基板之間的距離較大時。
    
    
    
    
    
    不平衡的磁控管（上圖）相對于 平衡的磁控管（下圖）
    
    
    
    
    
    
    第三，檢查磁體的強度。隨著磁體磁力的增強，電漿投射距離也隨之增大。需要注意的一件事就是，儘管這可以帶來更高的濺鍍率和薄膜聚積密度，但較強的磁力會加深靶材凹槽深度，這會降低利用率。
    
    所有的這些都表明，濺鍍率是一個複雜而多方面的問題。如需獲得具體情形的建議，請通過電子郵件 sputtering@aei.com 與我聯繫。
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11. 我聽說有一種即將推出的 HPPMS 技術可以生產極其平整而均勻的薄膜，但是現在還沒有廣泛推出。有沒有其他選擇可以用現有的設備生產出類似品質的薄膜？
    答：你 很幸運！現在有一種非常易於使用的技術可為你帶來平整度類似于 HPPMS（高功率脈衝磁控管濺鍍）技術的薄膜品質。這種技術結合了兩種製程供電方式：射頻和脈衝直流電源。另外一個好處就是，儘管它是一種相對較新的方 法，但射頻脈衝直流電卻擁有足夠長的採用時間，大量的相關資訊已經被開發並推廣。欲查詢有關該電源模式的詳情，請見AE的電源選擇矩陣，以及我們的射頻直流電源製程電弧處理應用注釋。

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12. 我如何確定直流脈衝適合我的 FPD 製程？
    回答：如果您擁有對破壞性電弧事件非常敏感的生產製程，則直流脈衝一定會有所助益。介電材料表面上的電荷積累是每種靶材與生俱來的。直流脈衝可週期性地將電壓反轉並將積累的電荷中和，從而防止 PVD 製程中產生破壞性電弧。
    
    與普通直流相比，直流脈衝可產生較好的塗膜品質以及較高的成本節省、成品率和產量。它可降低針孔缺陷的發生率，並通過降低電阻率來提高電氣效能。它還可通過提高靶材利用率並允許使用不太昂貴的靶材而降低材料成本，同時不會對塗膜品質產生負面影響。這樣就戲劇性提高了製程生產效率和產量。
    
    對於現有的直流供電的 PVD 製程來說，可以通過整合一個配件（如 AE 的 Pulsar^®），而相對容易地將這種寶貴的脈衝特性整合到您的系統當中。
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13. 通過直流脈衝，電壓反轉過程中缺乏濺射會影響濺射速率嗎？
    只是些微有影響。AE 獨特的直流脈衝技術允許在電壓反轉過程中儲存能量，這種能量隨後在濺射過程中被釋放。因此，所提供的平均功率與類似的直流濺射製程大體相等。
    
    上面所說的濺射速率十分複雜，它受許多變數的影響，包括：
    
    • 濺射室的幾何形狀和陰極/陽極設計
    • 工作壓力
    • 氣體混合
    • 靶材冷卻
    • 靶材厚度
    • 磁場強度
    • 工作功率
    • 靶基距離

    
    對濺射系統進行優化是科學也是一種藝術 — 它是在成本、濺射速率以及薄膜品質之間的一種平衡。關鍵是要知道並完全理解您的濺射室和濺射製程。要想全面了解直流脈衝如何影響您的製程，請在比實際製程執行時間還要長的時間內進行初始速度執行，以了解濺射室和製程的特性。要想了解實際製程過程中所發生的情況，您可以在較低功率下嘗試這些初始試驗，然後每次緩慢提高功率，作為系統特性的一種方法。
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14. 有可通過提高封包層的品質來延長 OLED 壽命的技術嗎？
    薄膜封包可顯著延長 OLED 壽命，它可以產生一個防止接觸空氣和濕氣的孤立層。這個封包層對於柔性顯示器尤其有益，因為目前所使用的各種基材（如柔性聚合物）都可透過液體和氣體。不良薄膜品質可能會使水分和空氣擴散到基材內，從而對有機層造成污染。
    
    為了產生這個阻擋層，所用的薄膜具有適合您的應用的薄膜效能十分重要，包括不存在針孔以及具有所需的薄膜密度和結晶度。您還可通過各種電漿體製程來控制能量，以取得有效封包所需的高薄膜特性。
    
    AE 提供的產品可達到適宜的能量等級以及電弧管理能力，可以防止出現電弧所導致的針孔。我們的各種不同產品組合中包含直流、直流脈衝和射頻產品，它們可以應對這種前沿應用所提出的挑戰。有關詳細資訊，請與我們聯絡。
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15. 在開發 OLED 和其他高級製程過程中，我可以從何處獲得幫助？
    回答：周邊薄膜市場中的專業知識對於 FPD 製程創新極為有用。獲得更佳發光效率的趨勢以及軟性顯示器 (OLED) 等新設備和數位特性的引入，產生了對更先進製造製程的需求，以使最終產品的生產成本降低。下表列出了未來的 FPD 製造製程與今日的周邊薄膜製程之間的共同點。
    
    

    FPD 應用	周邊薄膜應用	共同點
    所有下一代 FPD 設備	半導體	極為精確的製程
    軟性顯示器	輪轉塗布	柔性基材 產量非常高 大面積基材
    大型顯示器	建築玻璃	大面積基 設備採購策略 提高功率要求
    OLED	光伏特電池	製造操作設計[1] 技術更新

    [1] 光伏特電池可將光能轉換為電能，而 OLED 可以執行相反的操作，將電能轉換為光能。因此，這兩個應用使用的材料、設備、製程和步驟十分相似。這些共同點的一些範例包括透明導電氧化物、導體和封包層（有關封包的詳細資訊，請參見上面的問題 3）。
    
    那麼，您可在何處找到涉及所有這些薄膜工業的專業知識呢？25 年以來，AE 公司一直對採用精確電漿體製程的技術進行著更新。我們擁有上面列出的所有周邊薄膜應用的經驗，可以成為您進行製程開發寶貴的合作夥伴[2]。
    
    一旦完成了製程設計，AE 就可以協助在現場進行系統整合。我們也可以執行廣泛的實地測試，以幫助確保新設計成功。這是十分重要，因為目前趨勢是進行有限初始驗收試驗 (IAT) 並在最終使用者處僅執行最終驗收試驗 (FAT)[2]。有關 AE 支援服務的詳細資訊，請與我們聯絡。
    
    如果您有具體應用開發方面的問題，我們將欣然為您做出回答。請與我們聯絡，電子郵件地址為 FPDapplications@aei.com。
    
    

    [2] 請向您的設備供應商詢問，以了解有哪些 AE 支援選項適合您。

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16. 現有的什麼產品技術有益於 FPD？
    回答：在製造技術方面，今日的 FPD 市場實際上比早期的半導體工業相比存在著優勢。半導體工業的初期發展沒有什麼技術基礎，而 FPD 卻是從半導體設備與方法演變而來的。因此，它從一開始就擁有了基礎穩固、高度發展的製造技術。這就帶來了與其他工業相比更加迅速的進展。隨著 FPD 市場的成熟，來自其他市場的現有技術將繼續帶來好處。
    
    為 FPD 製造帶來好處的技術包括：
    

    技術	好處
    電弧管理	減少基材缺陷 提高成品率 可針對高產量而提高功率水準
    流量控制	提高製程穩定性和薄膜均勻性 快速地實現製程過渡，具有較少的製程步驟
    匹配網路技術	提高功率傳輸準確度和效率，獲得更加薄膜品質和成品率
    精確功率傳輸	提高成品率
    精確子系統控制和監視功能	使製程控制和更新變得容易 提高製程生產效率和成品率 延長執行時間
    直流脈衝	提高薄膜品質和成品率 降低材料成本

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