FAQs
Plasus plasma process control and diagnostics
Q1: 如何應用OES tool與RGA tool ? 對需要精準控制的電漿(等離子)製程(工藝)中，到底要使用OES還是
RGA呢?
A1: 無論電漿製程是否啟動，RGA都能偵測與分析製程環境的氣體成分比例與整體的平均變化，但是無法
觀察在電漿製程區域內實際參與電漿製程(等離子工藝)的物種與變化的過程。OES卻可以達成即時偵測與
分析的需求。這是最大的差異。
其次，RGA的反應較為遲緩，OES反應快速。因此，當製程(工藝)上出了狀況，RGA是很難追蹤與了解實
際電漿製程(等離子工藝)的變化。只有使用OES才有機會知道製程(工藝)中真實發生的情形，進而可以找到
解決之道。
使用上，可以採用RGA當做OES的輔助，兩者相輔相。也就是， OES掌握製程(工藝)的穩定性，RGA去處
理整體環境的穩定性。
RGA呢?
A1: 無論電漿製程是否啟動，RGA都能偵測與分析製程環境的氣體成分比例與整體的平均變化，但是無法
觀察在電漿製程區域內實際參與電漿製程(等離子工藝)的物種與變化的過程。OES卻可以達成即時偵測與
分析的需求。這是最大的差異。
其次，RGA的反應較為遲緩，OES反應快速。因此，當製程(工藝)上出了狀況，RGA是很難追蹤與了解實
際電漿製程(等離子工藝)的變化。只有使用OES才有機會知道製程(工藝)中真實發生的情形，進而可以找到
解決之道。
使用上，可以採用RGA當做OES的輔助，兩者相輔相。也就是， OES掌握製程(工藝)的穩定性，RGA去處
理整體環境的穩定性。
Q2: Plasma Emission Monitor (PEM)的分類有哪幾種？
A2: Plasma Emission Monitor (PEM)有兩大主流:
(a) lens filter type(濾光片型)
(b) spectroscopic type(分光型)
(a) 濾光片型的每個頻道只能一次看一個波長，如果要看另外一個波長，就需要更換濾光片。通常此濾光
片以中心波長為主，向長波與短波方向延展大約各5nm。所以，濾光片型的PEM沒有所謂的光譜解析
度，濾光片能看到的是包含很寬廣的一個積分光譜區域。因為全光譜都被此濾光片濾光了，所以通過的光
線強度十分微弱，因此需要一個很靈敏的偵測器來取得光線的強度資訊並加以放大成為可以分析使用的電
訊號。所以，濾光型的光感應裝置包含: 一個防鍍的準直鏡頭(一根小管子，不是蜂巢)、一片濾光片、一個
PMT(Photo-Multiplier Tube)光電倍增管偵測器，來把光的訊號轉成電的訊號。
(b) 分光型的每個頻道使用陣列方式的arrayed CCD分光光譜儀，可同時看到分佈在200nm-1100nm光譜
範圍內的2048個光譜譜線資料，光學解析度可達1.4nm。光感應的裝置包含: 一個安裝蜂巢式的防鍍裝置
的準直鏡頭、真空內部導光的石英光纖、光纖導光用的真空法蘭、外部導光的石英光纖、arrayed CCD分
光光譜儀。
A2: Plasma Emission Monitor (PEM)有兩大主流:
(a) lens filter type(濾光片型)
(b) spectroscopic type(分光型)
(a) 濾光片型的每個頻道只能一次看一個波長，如果要看另外一個波長，就需要更換濾光片。通常此濾光
片以中心波長為主，向長波與短波方向延展大約各5nm。所以，濾光片型的PEM沒有所謂的光譜解析
度，濾光片能看到的是包含很寬廣的一個積分光譜區域。因為全光譜都被此濾光片濾光了，所以通過的光
線強度十分微弱，因此需要一個很靈敏的偵測器來取得光線的強度資訊並加以放大成為可以分析使用的電
訊號。所以，濾光型的光感應裝置包含: 一個防鍍的準直鏡頭(一根小管子，不是蜂巢)、一片濾光片、一個
PMT(Photo-Multiplier Tube)光電倍增管偵測器，來把光的訊號轉成電的訊號。
(b) 分光型的每個頻道使用陣列方式的arrayed CCD分光光譜儀，可同時看到分佈在200nm-1100nm光譜
範圍內的2048個光譜譜線資料，光學解析度可達1.4nm。光感應的裝置包含: 一個安裝蜂巢式的防鍍裝置
的準直鏡頭、真空內部導光的石英光纖、光纖導光用的真空法蘭、外部導光的石英光纖、arrayed CCD分
光光譜儀。
Q3: 使用PEM就可以改善鍍膜的均勻性? (成膜均勻性與均質性的迷思)
A3: 經常有人認為在真空電漿濺鍍系統上安裝了PEM (Plasma Emission Monitor)或是Emission
Controller就可以改善鍍膜的均勻性。PEM系統能夠控制鍍膜製程的穩定性，也就是鍍在待鍍物上的膜層
的品質是穩定的，在成膜的方向上穩定地把相同品質的薄膜一直鍍到待鍍物上。這是PEM最大的效用，卻
無法因為安裝使用了PEM而改善鍍膜厚度在待鍍物的面積分布上的均勻性。
要改善待鍍物表面成膜厚度的均勻性，需要從鍍膜設備的硬體設計下手，舉凡使用的幫浦種類、規格、抽
氣位置與供氣的氣導設計，以及製程的條件要求等等。一旦成膜厚度的均勻性能夠達到一定的水準，在來
使用PEM讓每個鍍膜控制區域內的成膜品質有最佳化的表現。這樣子才能讓均勻性與均質性的表現兩全其
美。
A3: 經常有人認為在真空電漿濺鍍系統上安裝了PEM (Plasma Emission Monitor)或是Emission
Controller就可以改善鍍膜的均勻性。PEM系統能夠控制鍍膜製程的穩定性，也就是鍍在待鍍物上的膜層
的品質是穩定的，在成膜的方向上穩定地把相同品質的薄膜一直鍍到待鍍物上。這是PEM最大的效用，卻
無法因為安裝使用了PEM而改善鍍膜厚度在待鍍物的面積分布上的均勻性。
要改善待鍍物表面成膜厚度的均勻性，需要從鍍膜設備的硬體設計下手，舉凡使用的幫浦種類、規格、抽
氣位置與供氣的氣導設計，以及製程的條件要求等等。一旦成膜厚度的均勻性能夠達到一定的水準，在來
使用PEM讓每個鍍膜控制區域內的成膜品質有最佳化的表現。這樣子才能讓均勻性與均質性的表現兩全其
美。
 |
| |
 |
| |
 |
| |
 |
低，也因如此，氬氣離子與氬氣原子撞擊靶材表面的數量也隨氧氣分子的增加而降低，造成鍍膜速率隨氧
氣分子的增加而降低。這也是反映在EMICON的PID控制裡的設定點。當兩者的比例達到製程的目標值(也
就是成膜的品質符合應用的條件)，EMICON的設定點的值就確定了。再透過PID參數的調整與硬體環境的
調整，讓PID回綬控制能夠快速穩定在控制的設定點，如此保證成膜的品質具有相當程度的唯一性。