INFICON XTC/3 Thin Film Deposition Controller Operating Manual - Handbuch (Seite 206)

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XTC/3 Gebrauchsanleitung
8.1.6 Theorie der Regelschleife
Die Fortschritte in der Geräteentwicklung hinsichtlich Messgeschwindigkeit,
Präzision und Zuverlässigkeit würden unvollständig bleiben ohne die Möglichkeit
der Umsetzung dieser verbesserten Informationslage in eine verbesserte
Prozessregelung. Für einen Aufdampfprozess bedeutet dies die Einhaltung der
tatsächlichen Aufdampfrate so genau wie möglich an der gewünschten
Aufdampfrate zu halten. Es ist die Aufgabe einer Regelschleife, den
Informationsfluss von der Messeinrichtung aufzunehmen und die zugeführte
Leistung entsprechend den speziellen Eigenschaften der Aufdampfquelle zu
korrigieren. Bei ordnungsgemäßem Betrieb wandelt das Regelungssystem kleine
Abweichungen des zu regelnden Parameter, z.B. Aufdampfrate, in entsprechende
Korrekturwerte für den einzustellenden Parameter, Leistung, um. Die Fähigkeit des
Reglers zur schnellen und genauen Messung, um dann entsprechend auf kleine
Änderungen zu reagieren, verhindert große Abweichungen des Prozesses von
seinem Sollwert.
Das Reglermodell, welches am häufigsten verwendet wird, um eine Abweichung in
eine Aktion zu überführen, nennt sich PID. Die Buchstaben PID bedeuten P =
Proportional, I = Integral und D = Differential. Bestimmte Aspekte dieses Modells
werden weiter unten beschrieben. Die Reaktionsfähigkeit einer Aufdampfquelle
kann durch wiederholte Beobachtungen des Systems unter Einwirkung einer
Störgröße bei einer bestimmten Reglereinstellung bestimmt werden. Nach
Beobachtung dieses Verhaltens werden dann verbesserte Einstellungen für den
Regler abgeschätzt, und der Versuch wird mit diesen Einstellungen wiederholt, bis
sich zufriedenstellende Regelungsergebnisse einstellen. Die Regelung, wenn sie
schließlich optimiert worden ist, passt im wesentlichen die Parameter des
Reglermodels an die Eigenschaften der Aufdampfquelle an.
Die Methoden zur Berechnung der optimalen Parameter zur Regelung der
Aufdampfquelle lassen sich anhand der Daten zur Abstimmung klassifizieren.
Grundsätzlich gibt es drei Kategorien:
 Methoden mit geschlossener Regelschleife
 Methoden mit offener Regelschleife
 Methoden, die auf dem Frequenzverhalten beruhen
Von diesen Kategorien sind die Methoden mit offener Regelschleife
anerkanntermaßen die besten. Dies liegt an der einfachen Art und Weise, mit der
man die erforderlichen experimentellen Daten erhalten kann und der
(weitgehenden) Vermeidung von Versuch und Irrtum bei der Anwendung dieser
Methode.
Die wichtigen Verhaltenseigenschaften werden, wie in auf Seite 8-11 dargestellt,
bestimmt. Im allgemeinen ist es nicht möglich, alle Prozesse genau zu
charakterisieren; einige Näherungen müssen angewendet werden. Häufig wird
dabei angenommen, dass die dynamischen Eigenschaften des Prozesses sich