1、PAGE PAGE 6JCP-200磁控濺射/蒸發(fā)鍍膜機(jī)使用說(shuō)明書北京泰科諾科技有限公司2008年6月目錄1.設(shè)備簡(jiǎn)介2.設(shè)備技術(shù)參數(shù)及功能3.設(shè)備環(huán)境要求4.設(shè)備安裝5.設(shè)備操作及注意事項(xiàng)6.設(shè)備保養(yǎng)及維護(hù) 附圖JCP-ZZ-200B多功能磁控濺射鍍膜機(jī)外形圖磁控靶結(jié)構(gòu)示意圖基片臺(tái)結(jié)構(gòu)示意圖真空系統(tǒng)示意圖電器控制原理圖一.設(shè)備簡(jiǎn)介JCP-200磁控濺射鍍膜機(jī)以磁控濺射技術(shù)為主體（兼容蒸發(fā)鍍膜技術(shù)）該設(shè)備由真空系統(tǒng)、鍍膜室、磁控濺射靶、基片臺(tái)（架）、真空系統(tǒng)、工作氣體供給、電氣控制等部分組成，主要應(yīng)用于沉積金屬膜、介質(zhì)膜及半導(dǎo)體膜。1.1.真空系統(tǒng)該設(shè)備采用110L/S分子泵、2L/S機(jī)械泵、

2、前級(jí)閥真空系統(tǒng)。為了盡量減小“出氣”量、降低真空壓強(qiáng)，整個(gè)系統(tǒng)（包括所有法蘭及管道）全部采用不銹鋼材料。真空測(cè)量采用數(shù)字式復(fù)合真空計(jì)，測(cè)量范圍從大氣至10-5Pa，具有自身保護(hù)測(cè)量規(guī)管的功能。真空聯(lián)鎖保護(hù)采用斷水保護(hù)磁控靶的措施。1.2.鍍膜室鍍膜室采用不銹鋼柱狀兩層結(jié)構(gòu)：上層安裝旋轉(zhuǎn)基片臺(tái)，可手動(dòng)打開，下層安裝磁控濺射靶、進(jìn)氣裝置，便于更換基片、靶材及日常維護(hù)；磁控靶裝在下，基片臺(tái)在上。該方式的優(yōu)點(diǎn)在于：防止顆粒物對(duì)膜表面的侵害。在鍍膜室的前面、側(cè)面配有玻璃觀察窗，觀察其鍍膜過(guò)程的狀況，一旦出現(xiàn)非正常情況可采取應(yīng)對(duì)措施。1.3.磁控濺射靶磁控濺射靶（簡(jiǎn)稱磁控靶）是該設(shè)備的核心部件，它的性能決

3、定了沉積薄膜的質(zhì)量。按形狀及用途不同可分為：圓形平面靶、矩形靶、柱狀靶及S槍形靶。該設(shè)備采用圓形平面靶，靶材尺寸為504mm（2”），表面磁感應(yīng)強(qiáng)度約為Br=400Gs。靶電源采用磁控靶工作原理可簡(jiǎn)述為：自由電子在陰極靶材表面正交電磁場(chǎng)的作用下，電子獲得約400eV以上的能量并做曲線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中與工作氣體原子（如Ar、O2、N2 、CH4）相互碰撞形成正離子，正離子與處在負(fù)電位的陰極靶材相互作用濺射出靶材的中性粒子，這些中性粒子沉積于基片表面（陽(yáng)極）形成薄膜。帶正電荷的粒子與靶材相互作用的過(guò)程中，不但能濺射出中性粒，同時(shí)還濺射出靶材正電荷離子及二次電子及軟X射線等。由于靶材處于負(fù)電位，所以

4、正離子不會(huì)遠(yuǎn)離靶材，但二次電子再次與工作氣體相互作用、電離工作氣體，直至正負(fù)電荷達(dá)到平衡狀態(tài)，形成等離子體，即所謂的輝光放電。這種情況下，靶材表面功率密度大約在（510）瓦/cm2，過(guò)高的功率密度不可取；其一，靶材水冷帶不走過(guò)高的熱能，嚴(yán)重時(shí)致使靶材熔化。其二，輝光放電會(huì)過(guò)渡到弧光放電，弧光放電相對(duì)于輝光放電不太穩(wěn)定，只有特殊場(chǎng)合才能應(yīng)用，磁控靶就工作在輝光放電區(qū)。表征磁控靶的性能主要為：磁場(chǎng)分布、靶材利用率、功率密度及對(duì)電源的要求。磁場(chǎng)分布是設(shè)計(jì)磁控靶的主因素，一般情況下總希望磁感應(yīng)強(qiáng)度徑向分量相對(duì)于垂直分量越大為好。通常情況下，靶材表面徑向大約為300Gs至400Gs，太低的磁場(chǎng)不太容易起

5、輝，太高的磁場(chǎng)會(huì)影響靶材利用率及膜的均勻性。該設(shè)備磁控靶起輝壓強(qiáng)510-1Pa，靶材利用率約30%。1.4.基片臺(tái)該設(shè)備基片臺(tái)具有旋轉(zhuǎn)、加熱、偏壓之功能。旋轉(zhuǎn)目的是提高膜的均勻性，而加熱則為了增強(qiáng)膜附著力。旋轉(zhuǎn)速率從220轉(zhuǎn)每分鐘可調(diào)整。加熱溫度從室溫至300可控制，用戶可根據(jù)需要設(shè)置控制點(diǎn)，控制精度2注意：實(shí)際測(cè)量溫度低于實(shí)際基片溫度20%(3001.6.電氣控制電氣控制包括：真空系統(tǒng)控制、真空測(cè)量、磁控靶電源、基片臺(tái)旋轉(zhuǎn)、加熱控制、偏壓控制、工作氣體控制。所有控制都設(shè)計(jì)在同一操作面板上，每個(gè)開關(guān)（或旋鈕）控制功能都有文字注明，如下所述：真空系統(tǒng)控制：機(jī)械泵、分子泵、前級(jí)閥。真空測(cè)量：真空室

6、一高一低。磁控靶電源：脈沖電源500W基片臺(tái)控制：旋轉(zhuǎn)控制、加熱控制、偏壓控制。工作氣體控制：質(zhì)量流量計(jì)控制。二.設(shè)備技術(shù)參數(shù)及功能2.1.極限真空：6.610-5Pa。2.2.恢復(fù)抽真空時(shí)間：（從大氣至710-3Pa）15分鐘。2.3.漏氣率：510-8PaL/S。2.4.真空室尺寸：220X300。2.5.靶材尺寸504（2）；靶功率密度：（5 - 15）W/cm22.6.基片臺(tái)加熱溫度：Max 3002.7.基片臺(tái)旋轉(zhuǎn)：220r/min。2.8.氣體流量控制范圍10 sccm，精度0.1sccm。2.9.斷水保護(hù)靶電源。三.設(shè)備環(huán)境要求3.1.供電：AC 380V5% 功率8千瓦。3.2

7、.獨(dú)立地線：3。3.3.供水：流量10L/min ，水溫10253.4.室溫： 303.5.相對(duì)濕度： 75%。3.6.室內(nèi)無(wú)大的塵埃、無(wú)腐蝕性易燃、易爆氣體。3.7.室內(nèi)無(wú)明顯振動(dòng)。3.8.工作氣體：高純氬氣99.99%。四.設(shè)備安裝4.1.拆箱：拆箱前確認(rèn)機(jī)裝箱是否損壞及上下方向，拆箱后仔細(xì)檢查設(shè)備是否完好，若設(shè)備有嚴(yán)重?fù)p傷時(shí)進(jìn)行拍照并作好記錄，嚴(yán)重時(shí)由制造方與運(yùn)輸方聯(lián)系解決。4.2.入庫(kù)驗(yàn)收：按裝箱單清點(diǎn)設(shè)備及配件，若有與裝箱單不符可與廠方聯(lián)系并在設(shè)備驗(yàn)收?qǐng)?bào)告中注明。4.3.確認(rèn)安裝條件按“設(shè)備環(huán)境要求”確認(rèn)：供電、供水、地線及衛(wèi)生環(huán)境是否滿足設(shè)備要求。4.4.確認(rèn)機(jī)械泵工作狀態(tài)試機(jī)械泵

8、前裝好隔斷放氣閥及真空密封堵頭（帶橡膠圈），通AC220V后觀察機(jī)械泵排氣口是否排氣，斷電后取下“真空堵頭”，若發(fā)現(xiàn)堵頭取不下來(lái)，說(shuō)明隔斷放氣閥工作不正常。正常情況是：機(jī)械泵斷電后通過(guò)隔斷放氣閥給泵充大氣，確保再次啟動(dòng)后不會(huì)“返油”。排除隔斷放氣閥故障后重試機(jī)械泵 ，確保機(jī)械泵工作正常。4.5.檢查整個(gè)設(shè)備及注意事項(xiàng)4.5.1.初次供電前一定要先檢查整個(gè)設(shè)備：部件、元件、接線是否有脫離、松動(dòng)、掉線及接觸不良等。檢查并排除故障后再進(jìn)行下述工作。4.5.2.連接供電電纜、水管、氣管、地線 機(jī)械泵、波紋管及排氣管。4.5.3.真空室放氣檢查基片臺(tái)及磁控靶是否完好。4.5.4.注意事項(xiàng)4.5.4.1.

9、通水后檢查是否有泄漏之處。4.5.4.2.通電前先用萬(wàn)用表檢查火線對(duì)地線是否有短路現(xiàn)象及確認(rèn)所有開關(guān)及旋鈕都在關(guān)和零位。4.5.4.3.通氣前檢查氣路是否有漏氣情況并確認(rèn)氣源減壓閥出口壓強(qiáng)小于0.03Mpa。五.設(shè)備操作及注意事項(xiàng)5.1.真空系統(tǒng)操作及注意事項(xiàng)（按次序）確認(rèn)設(shè)備各操作開關(guān)及旋鈕都在“關(guān)”和“零”位通水并確認(rèn)流量及水溫開總“電源”開機(jī)械泵開前級(jí)閥開低真空測(cè)量當(dāng)?shù)驼婵斩?Pa后開分子泵當(dāng)真空度1.3X10-1開高真空測(cè)量當(dāng)真空達(dá)到810-3Pa抽真空完成。注意：初次抽低空時(shí)間應(yīng)長(zhǎng)一些，若能達(dá)到2 10-1Pa說(shuō)明真空系統(tǒng)沒(méi)有泄漏。抽真空前切記一定要開手動(dòng)限流閥。高真空達(dá)到鍍膜要求后

10、最好分鐘后再進(jìn)行鍍膜操作。5.2.鍍膜操作（按下列次序）關(guān)高真空測(cè)量控制基片溫度到要求值關(guān)限流閥開流量控制器調(diào)節(jié)流量至鍍膜室低真空指示10-1Pa關(guān)基片加熱進(jìn)行鍍膜幾秒后打開擋板到要求的鍍膜時(shí)間后關(guān)擋板關(guān)電源關(guān)流量控制器待溫度50關(guān)分子泵鍍膜室放氣取基片鍍膜完成。注意：鍍膜前一定要關(guān)限流閥和高真空測(cè)量。初次鍍膜前應(yīng)先開氣路隔斷閥，將管內(nèi)的空氣抽干凈，否則會(huì)影響鍍膜質(zhì)量。5.3.基片臺(tái)操作5.3.1.旋轉(zhuǎn)操作一般情況下，旋轉(zhuǎn)速度在10 r/min就可以，過(guò)快的速度會(huì)增加動(dòng)態(tài)密封的磨損，而且對(duì)膜均勻性不會(huì)有多大的影響。5.3.2.溫控操作 溫度設(shè)定上限一般情況在2003005.4.更換基片、靶材后

11、的真空操作關(guān)放氣閥開分子泵開低真空測(cè)量鍍膜室真空度1.3X10-1Pa后開高真空測(cè)量滿足真空要求后可開始鍍膜。5.5.真空系統(tǒng)停機(jī) 關(guān)高真空測(cè)量關(guān)分子泵關(guān)前級(jí)閥關(guān)機(jī)械泵停水及關(guān)（AC）總電源。六.設(shè)備保養(yǎng)及維護(hù)6.1.真空系統(tǒng)6.1.1.按機(jī)械泵說(shuō)明書定期更換泵油。6.1.2.注意鍍膜室門密封圈的清潔。6.1.3.定期清洗鍍膜室內(nèi)腔。6.1.4.注意在低真空狀態(tài)不要開啟電離規(guī)（高真空測(cè)量）。6.1.5.隨時(shí)注意水溫及流量大小。6.1.6.設(shè)備移地時(shí)注意地線情況。6.2.磁控濺射靶6.2.1.注意磁控靶的清潔（靶體側(cè)面及屏蔽罩）。6.2.2.注意水溫256.2.3.當(dāng)靶材比標(biāo)準(zhǔn)薄時(shí)要附加壓環(huán)，使靶材貼緊靶體，達(dá)到好的冷卻效果。6.2.4.靶材功率密度范圍：5W15W/cm2，通常情況控制在100W左右比較合適，過(guò)高的溫度會(huì)導(dǎo)致磁鋼退磁。6.4.基片臺(tái)6.4.1.基片旋轉(zhuǎn)平?？刂圃谳^低的速率。6.4.2.長(zhǎng)期使用高溫可能導(dǎo)致固定基片（樣品）螺釘（螺孔）變形。6.4.3.