



MKS 979B-01-0013 是美国MKS仪器公司(MKS Instruments)生产的一款高性能、高精度电容式压力计(Baratron®压力传感器)或压力/真空计控制器。该产品属于精密压力测量与过程控制仪表,采用基于电容薄膜的原理,专为需要极高精度和稳定性的中高真空至低压压力范围(如从大气压到10^-4 Torr/mBar级别)测量而设计,广泛应用于半导体制造、光伏镀膜、真空冶金及科学研究等领域,是控制工艺腔室压力的关键“感官”。
在半导体芯片制造的原子层沉积(ALD)设备中,反应前驱体需要在极其精确和稳定的腔室压力下进行脉冲式注入与反应,任何微小的压力波动都会导致薄膜厚度不均或成分偏差。安装在ALD反应腔进气歧管附近的MKS 979B-01-0013 电容式压力计,正以毫秒级的速度监测着腔内的绝对压力。其核心的陶瓷或金属电容薄膜传感器,对压力的变化做出线性、快速的响应,并将信号转换为高精度的模拟或数字信号,传送给设备的主控制器。控制器据此动态调节进气阀和抽气阀,将压力牢牢锁定在工艺配方设定的“Torr”值上。正是979B-01-0013 的卓越精度和稳定性,确保了每一层原子级薄膜的沉积都处于理想的物理环境中,解决了传统皮拉尼计或热电偶计在低真空区精度差、易受气体种类影响的核心痛点。
| 主要参数 | 数值/说明 |
|---|---|
| 产品型号 | 979B-01-0013 |
| 制造商 | MKS Instruments(美国MKS仪器公司) |
| 产品类别 | 电容式压力计/真空计(Baratron®传感器或控制器) |
| 测量原理 | 电容薄膜式,直接测量绝对压力(非间接推算) |
| 压力测量范围 | 高/低真空至低压范围(具体范围如0-1000 Torr或0-10 mBar等,依型号后缀而定) |
| 精度 | 极高精度,通常为读数的±0.12% 或满量程的±0.05% 级别 |
| 长期稳定性 | 极佳,年漂移量极小(如<0.15% of reading/yr),减少校准频率 |
| 重复性 | 出色,确保工艺压力设定点的高度可重复性 |
| 输出信号 | 标准模拟输出(如0-10V DC 或 4-20mA),以及数字通信(如RS-232, RS-485, DeviceNet等) |
| 传感器材质 | 不锈钢或哈氏合金膜片,耐腐蚀,适用于多种工艺气体 |
| 温度补偿 | 内置高精度温度传感器与补偿算法,最大限度减少环境温度影响 |
| 响应时间 | 快速(毫秒级),满足动态压力控制需求 |
| 供电电源 | 24V DC 或 110/220V AC,依具体型号而定 |
| 安装方式 | 面板安装或支架安装,传感器头可通过电缆与电子单元分离 |
| 环境温度 | 电子单元:0-50°C;传感器头:通常有更宽范围(如-20°C 至 +80°C) |
MKS 979B-01-0013 的核心优势源于其电容薄膜传感器技术和精密的信号处理。
创新点1:基于电容变化的直接绝对压力测量。 与依赖于气体热传导率(因而受气体种类影响)的皮拉尼计不同,Baratron®传感器直接测量压力。其核心是一个被抽成高真空的参考腔和一个可动测量膜片。压力作用于膜片,使其产生微小的形变,从而改变膜片与固定电极之间的电容。这个电容变化量与施加的压力成正比,且与气体成分无关。这种原理提供了无与伦比的准确性、线性度和气体种类无关性(Inherent Gas Independence),是要求严格的工艺控制的基石。
创新点2:卓越的长期稳定性与“原位”验证能力。 传感器的参考腔是永久密封的高真空,膜片材料和结构经过特殊设计和处理,以最小化蠕变和应力松弛。这使得979B-01-0013 具有行业领先的长期稳定性,大大延长了校准周期,降低了维护成本。此外,部分高级型号支持“自动零位”功能,可在工艺流程中定期自动检查并修正传感器的零点漂移,实现了“原位”验证,进一步保障了测量的长期可信度。
创新点3:智能的温度补偿与快速动态响应。 压力测量对温度极其敏感。979B-01-0013 不仅在传感器头部集成精密温度传感器,其电子单元还采用先进的数字补偿算法,实时修正温度变化带来的影响,确保在全工作温度范围内的测量精度。同时,其薄膜结构质量轻、刚度高,赋予了传感器极快的机械响应速度,能够跟上快速变化的工艺压力,为高速动态压力控制提供了可能。
一家领先的OLED显示面板制造商,在其关键的有机材料真空蒸镀工艺中,遇到了薄膜厚度均匀性批次间差异的问题。经过排查,怀疑是多个蒸镀腔室的压力控制存在微小但不一致的系统误差。
技术团队决定统一将各腔室的主压力计升级为MKS 979B-01-0013 高精度电容式压力计。由于其对气体种类不敏感,无论是蒸镀源材料的特殊蒸气还是背景惰性气体,都能得到准确的绝对压力读数。升级后,各腔室的压力设定值与实际值的偏差从原来的±2%缩小到±0.5%以内,且长期漂移极小。这使得工艺窗口得以收窄并稳定下来,最终将面板发光层的厚度均匀性提升了约30%,显著提高了产品良率和性能一致性。工艺工程师表示:“MKS 979B-01-0013 提供的不只是一个读数,而是整个工艺的‘压力基准’。它的精度和稳定性,让我们对工艺的控制从‘宏观’进入了‘微观’层面。”


MKS 979B-01-0013 通常作为真空/压力控制系统的一部分,与以下MKS及其他品牌产品协同工作:
MKS 压力/流量控制器(如647C, 146C系列):接收979B-01-0013 的压力反馈信号,调节进气阀以实现闭环压力控制。
MKS 真空计与电离规(如 Cold Cathode, Ion Gauge):用于测量更低压力的区域,与979B-01-0013 在中高真空区的测量形成互补。
MKS 真空阀与配件:如节气阀(Throttle Valve)、角阀,构成真空管路系统。
干式真空泵/分子泵:提供抽气能力,与压力控制回路协同工作。
设备主控制器(PLC/DCS):通过979B-01-0013 的模拟或数字接口集成压力数据,参与高级工艺控制。
校准系统(如MKS Calibration Standards):用于定期对979B-01-0013 进行溯源校准,确保其精度。
安装附件与电缆:包括传感器安装法兰、电缆、转接头等。
MKS 979B-01-0013 的安装需注意传感器头的安装位置,应选择能代表工艺腔室真实压力、避开气流直冲且温度相对稳定的点。连接电缆应远离动力线以减少干扰。电子单元需安装在清洁、通风良好的控制柜内。接线时需严格按照手册进行,确保电源、输出和通信线正确连接。
日常维护主要是定期检查读数是否合理,通过设备软件或前面板检查零点和量程。虽然其稳定性极高,但仍建议根据工艺要求和质量体系,制定周期性的外部校准计划。
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