真空镀膜基本原理1.pdf

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1、真空镀膜实验真空镀膜实验真空镀膜主要指一类需要在较高真空度下进行的镀膜，具体包括很多种类，包括真空离子蒸发，磁控溅射，真空镀膜主要指一类需要在较高真空度下进行的镀膜，具体包括很多种类，包括真空离子蒸发，磁控溅射，MBEMBE 分子束外延，分子束外延，PLDPLD 激光溅射沉积等很多种。主要思路是分成蒸发和溅射两种。激光溅射沉积等很多种。主要思路是分成蒸发和溅射两种。需要镀膜的被成为基片，镀的材料被成为靶材。需要镀膜的被成为基片，镀的材料被成为靶材。基片与靶材同在真空腔中。基片与靶材同在真空腔中。蒸发镀膜一般是加热靶材使表面组分以原子团或离子形式被蒸发出来，并且沉降在基片表面，通过成膜过程蒸发镀

2、膜一般是加热靶材使表面组分以原子团或离子形式被蒸发出来，并且沉降在基片表面，通过成膜过程（散点岛状结构（散点岛状结构-迷走结构迷走结构-层状生长）层状生长）形成薄膜。形成薄膜。对于溅射类镀膜，对于溅射类镀膜，可以简单理解为利用电子或高能激光可以简单理解为利用电子或高能激光轰击靶材，并使表面组分以原子团或离子形式被溅射出来，并且最终沉积在基片表面，经历成膜过程，最终轰击靶材，并使表面组分以原子团或离子形式被溅射出来，并且最终沉积在基片表面，经历成膜过程，最终形成薄膜形成薄膜:实验内容实验内容:引言引言 所谓真空镀膜就是指在真空中将金属或金属化合物等沉积在基体表面上。从技术角度可分为 40 年代开

3、始的蒸发镀膜，溅射镀膜和 70 年代才发展起来的离子镀膜、束流沉积等四种。真空镀膜能在现代科技和工业生产中得到广泛应用，主要在于它具有以下的优点：它可用一般金属（铝，钛等）代替日益缺乏的贵重金属（金，银）并使产品降低成本，提高质量，节省原材料。由于真空分子碰撞少，污染少，可获得表面物理研究中所要求的纯净，结构致密的薄膜。镀膜时间和速度可准确控制，所以可得到任意厚度均匀或非均匀薄膜。被镀件和蒸镀物均可是金属或非金属，镀膜时被镀件表面不受损坏，薄膜与基体具有同等的光洁度。早在一个世纪前，人们就从辉光放电管壁上观察到了溅射的金属薄膜。根据这一现象，后来逐步发展起真空镀膜的方法。真空镀膜的技术，属于薄

4、膜技术和薄膜物理范畴,广泛应用在电真空，电子学、光学、能源开发、现代仪器、建筑机械、包装、民用制品、表面科学、以及原子能工业和空间技术中。它可以用来镀制微膜组件，薄膜集成电路，半导体集成电路等所需的电学薄膜；光学系统中需要的反射膜，增透膜，滤光膜等各种光学薄膜；轻工业产品的烫金薄膜等等。由于真空镀膜技术的迅速发展，电子器件中用的薄膜电阻，特别是平面型晶体管和超大规模集成电路也赖以薄膜技术来制造；硬质保护膜可使各种经常磨损的器件表面硬化，大大增强耐磨程度；磁性镀膜具有记忆功能，在电子计算机中用作存储记录介质而占有重要地位，从而使电子计算机的微型化成为可能，促进了人造卫星，火箭和宇航技术的发展。薄

5、膜材料是支持微电子产业中元器件的小型化和高密度集成化的重要材料之一。真空镀膜技术目前正在向各个重要的科学领域中延伸，引起人们广泛的注意。是微纳光电子科学的重要基础。薄膜是人工制作的厚度在 1 微米（10-6米）以下的固体膜，“厚度 1 微米以下”并不是一个严格的区分定义。薄膜一般来说都是被制备在一个衬底（如：玻璃、半导体硅等）上。制备薄膜的方法基本上可以分为两大类，即化学方法（包括电化学方法）和物理方法。具体的分类又可以细致到物理气相沉积法（PVD）、化学气相沉积法（CVD）等。物理气相沉积法包括真空蒸发、磁控溅射法、离子束溅射沉积、脉冲激光沉积、分子束外延生长法等薄膜制备方法。本实验采用直流

6、磁控溅射法制备金属薄膜。一、真空的获得和测量必须把空气分子从制作薄膜的容器中排除出去，这个过程称为抽气或抽真空。通常把空气压力低于一个大气压的状态为真空，而把获得真空的装置叫做真空泵或真空系统。本实验选用分子/增压泵-机械泵真空系统。1 真空度及真空区域的划分真空高低的程度是用真空度这个物理量来衡量的，即用真空度来描述气体的稀薄程度容器中单位体积中的分子数即分子密度n越小，表明真空度越高但由于气体分子密度这个物理量不易度量，真空度的高低便常以同温下气体的压强来表示，所以真空度的单位也就是压强的单位根据公式P=nkT，相同温度下，气体压强P越高，分子密度n就越大，真空度当然就越低；相反，气体压强

7、P越低，分子密度n就越小，真空度也就越高显然，真空度的国际单位就是 Pa，它与单位的关系为：1=133.3Pa通常按照气体空间的物理特性，常用真空泵和真空规的有效使用范围以及真空技术应用特点，这三方面都比较接近的真空定性地划为如下几个区段（这种划分并非唯一）：粗真空 11051103Pa，低真空1103110-1 Pa，高真空 110-1110-6 Pa，超高真空 110-6110-10 Pa，极高真空110-10 Pa就物理现象来说，粗真空以分子相互碰撞为主；低真空中分子相互碰撞和分子与器壁碰撞不相上下；高真空时主要是分子与器壁碰撞；超高真空下分子碰撞器壁的次数减少而形成一个单分子层的时间已

8、达到数分钟以上；极高真空时分子数目极为稀少以致统计涨落现象比较严重（大于5%），经典统计规律产生了偏差2真空的获得各级真空，均可通过各种真空泵来获得目前，真空泵可分为两种?外排型和内吸型所谓外排型是指将气体排出泵体之外，如旋片式机械泵、扩散泵和分子泵等；内吸型是指将气体吸附在泵体之内的某一固体表面上，如吸附泵、离子泵和冷凝泵等但无论何种泵，都不可能在整个真空范围内工作，图 1 标出了它们适应的工作范围从图中可以看出，有些泵可直接从大气压下开始工作，但极限真空度都不高，如机械泵和吸附泵，通常这类泵用作前级泵；而有些泵则只能在一定的预备真空条件下才能开始正常工作，如扩散泵、离子泵等，这类泵需要前级

9、泵配合，可作为高真空泵一般利用分子泵机械泵组来获得 10-2Pa 以上的高真空。本实验真空系统的主泵选分子/增压泵，前级泵选用直联高速旋片式机械泵。（1）机械泵:获得低真空常用的方法是采用机械泵机械泵是运用机械方法不断地改变泵内吸气空腔的容积，使被抽容器内气体的体积不断膨胀从而获得真空的泵机械泵的种类很多，目前常用的是旋片式机械泵图 2 是旋片式机械泵的结构示意图，它是由一个定子和一个偏心转子构成定子为一圆柱形空腔，空腔上装着进气管和出气阀门，转子顶端保持与空腔壁相接触，转子上开有两个槽，槽内安放两个刮板，刮板间有一弹簧当转子旋转时，两刮板的顶端始终沿着空腔的内壁滑动整个空腔放置在油箱内工作时

10、，转子带着旋片不断旋转，就有气体不断排出完成抽气作用旋片旋转时的几个典型位置如图3 所示当刮板A 通过进气口如图 a 所示的位置时开始吸气，随着刮板A 的运动，吸气空间不断增大，到图b 所示位置时达到最大刮板继续运动，当刮板A 运动到如图 c 所示位置时，开始压缩气体，压缩到压强大于一个大气压时，排气阀门自动打开，气体被排到大气中，如图 d 所示 之后就进入下一个循环 蒸汽压较低而又有一定粘度的机械泵油的作用是作密封填隙，以保证吸气和排气空腔不漏气，另外还起润滑和帮助在气体压强较低时打开阀门的作用机械泵可以从大气压开始工作，常被用来获得高真空泵的前缀真空和高真空系统的预备真空。通常，机械泵的极

11、限压强为 110-1Pa（2)分子/增压泵最早用来获得高真空的泵是扩散泵，目前依然广泛使用“分子/增压泵”属于分子泵，是我校物理科学学院储继国教授从事分子泵理论和结构改进研究 20 余年，于1999 年研制成功的新一代分子泵。该泵转速高达26 万转/分，制造工艺十分复杂，属我国尚未解决的技术难题。最近，深圳市摩尔真空技术有限公司攻克了该泵的制造工艺难关，实现了批量生产。目前一般能达到 110-4110-5Pa图 4分子/增压泵的转子图 5传统分子泵的涡轮转子图 6 是分子/增压泵实物照片。分子/增压泵是一项影响层面大、潜在社会、经济效益高的原创性科技成果。图 6分子/增压泵实物照片 3真空的测

12、量测量真空度的装置称为真空计或真空规由于被测量的真空度范围很广，真空计的种类很多根据气体产生的压强、气体的粘滞性、动量转换率、热导率、电离等原理制成了各种真空计本实验选用数显复合真空计来测量镀膜室内的真空度，测量范围：1105Pa110-4Pa。溅射压力值在显示面板上可以设置。二、直流溅射制备金属薄膜2-4所谓“溅射”就是指荷能粒子轰击固体表面（靶材），使固体表面的原子（或分子）从表面射出的现象。这些从固体表面射出的粒子大多呈原子状态，通常称为被溅射原子。常用的轰击靶材的荷能粒子为惰性气体离子（如氩离子）和其快速中性粒子，它们又被称为溅射粒子。溅射粒子轰击靶材，从而使靶材表面的原子离开靶材表面

13、成为被溅射原子，被溅射原子沉积到衬底上就形成了薄膜。所以这种薄膜制备技术被称为溅射法。溅射法又可以细分为：直流溅射法、磁控溅射法、射频溅射法和反应溅射法。溅射法基于荷能粒子轰击靶材时的溅射效应，而整个溅射过程都是建立在辉光放电的基础之上，即溅射粒子都来源于气体放电。不同的溅射技术所用的辉光放电方式有所不同。直流溅射法利用的是直流电压产生的辉光放电；射频溅射法是利用射频电磁场产生的辉光放电；磁控溅射法是利用平行于靶材表面的磁场控制下的电场或电磁场产生的辉光放电；反应溅射法可以利用惰性气体和活性气体的混合气体在电场或电磁场中产生的辉光放电，常用的活性气体有氧气、氮气等。本实验所使用的薄膜制备方法是

14、直流溅射法。电子在电场的作用下加速飞向基片的过程中与氩原子发生碰撞，电离出大量的氩离子和电子，电子飞向基片。氩离子在电场的作用下加速轰击靶材，溅射出大量的靶材原子，呈中性的靶原子（或分子）沉积在基片上成膜。二次电子在加速飞向基片的过程中受到磁场洛仑磁力的影响，被束缚在靠近靶面的等离子体区域内，该区域内等离子体密度很高，二次电子在磁场的作用下围绕靶面作圆周运动，该电子的运动路径很长，在运动过程中不断的与氩原子发生碰撞电离出大量的氩离子轰击靶材，经过多次碰撞后电子的能量逐渐降低，摆脱磁力线的束缚，远离靶材，最终沉积在基片上。磁控溅射就是以磁场束缚和延长电子的运动路径，改变电子的运动方向，提高工作气

15、体的电离率和有效利用电子的能量。电子的归宿不仅仅是基片，真空室内壁及靶源阳极也是电子归宿。但一般基片与真空室及阳极在同一电势。磁场与电场的交互作用（E X B drift）使单个电子轨迹呈三维螺旋状，而不是仅仅在靶面圆周运动。至于靶面圆周型的溅射轮廓，那是靶源磁场磁力线呈圆周形状形状。磁力线分布方向不同会对成膜有很大关系。在 E X B shift机理下工作的不光磁控溅射，多弧镀靶源，离子源，等离子源等都在次原理下工作。所不同的是电场方向，电压电流大小而已。电子在电场的作用下加速飞向基片的过程中与氩原子发生碰撞，电离出大量的氩离子和电子。电子飞向基片，氩离子在电场的作用下加速轰击靶材，溅射出大

16、量的靶材原子，呈中性的靶原子（或分子）沉积在基片上成膜。二次电子在加速飞向基片的过程中受磁场洛仑磁力的影响，被束缚在靠近靶面的等离子体区域内，该区域内等离子体密度很高，二次电子在磁场的作用下围绕靶面做圆周运动，该电子的运动路径很长，在运动过程中不断撞击电离出大量的氩离子轰击靶材，经过多次的碰撞后电子的能量逐渐降低，拜托磁力线的束缚，远离靶材，最终沉积在基片上。当基片表面温度低于某一临界温度，则靶原子（或分子）在其表面发生凝结，即核化过程，形成“晶核”。当靶原子（或分子）入射到基片上密度大时，晶核形成容易，相应成核数目也就增多。在成膜过程继续进行中，晶核逐渐长大，而成核数目却并不显著增多。由于（

17、1）后续靶原子（或分子）直接入射到晶核上；（2）已吸收靶原子（或分子）和小晶核移徒到一起形成晶粒；（3）两个晶核长大到互相接触合并成晶粒等三个因素，使晶粒不断长大结合。构成一层网膜。当它的平均厚度增加到一定厚度后，在基片表面紧密结合而沉积成一层连续性薄膜。三、基片的清洗方法基片上的污染物会影响在它上面形成的薄膜的性质。对于玻璃基片，清洗的方法有若干种：1、用手工清洗的方法这种方法是很早就采用的的方法，在简单的实验中经常使用。首先用肥皂把手充分的洗干净，接着用纱布沾上肥皂使劲的擦玻璃表面，然后用流水频频的冲洗，把肥皂洗掉。用手指用力的擦玻璃表面时，如感到滑溜溜的就说明还附着污染物，如果很快就有摩

18、擦感就说明已达到干净，这时就停止用手直接操作，而用镊子夹着，在流水中抖动后放入沸腾的纯酒精中，而使基片的蒸馏面呈垂直方向从酒精中取出来，并用干燥剂等使它尽快干燥。也可以用酒精彻底脱脂的纱布进行擦拭干燥基片。总之，如果不使蒸镀面迅速干燥，空气中的污染物质就会溶解在酒精中而附着在玻璃上。该方法常用于以利用对结构不太灵敏的性质为目的的情况，例如：在制作镜子和半透镜时，常用这种方法清洗。但是，用该方法清洗的基片必须是相当厚而尖的。2.用化学溶剂等清洗的方法如果玻璃表面的污染物质是一般的油类时，也经常用化学溶剂来把油脂溶解掉。最标准的化学溶剂是罗铬酸和硫酸混合液（把重铬酸溶解于浓硫酸使之达到饱和的溶液在

19、室温用几个小时，若是接近沸腾状态的溶液只要用几分钟，就能把严重的污染清洗干净，但是，一般因玻璃种类而异，大多数光学玻璃手酸或碱侵蚀时，在玻璃表面就会产生由二氧化硅骨架形成的所谓腐蚀斑痕。而且由于这种混合液含有铬离子，故废液的处理很麻烦，因此，最近，大多采用处理半导体的强碱溶液。在玻璃污染不是很严重的时候，依次浸入丙酮、酒精、流水的方法也是有效的。使用化学溶剂时，最后玻璃要用流水进行充分的冲洗，并且随后从沸水或者沸腾的酒精中取出来，迅速进行干燥，等等。这些都是有效的措施。3、超声波清洗若使超声波在液体中传播，则在液体中就会产生空穴又产生又消失的现象（气穴效应），这是空穴内的压力，瞬时局部地升高，

20、如果作用到放在液体中的固体表面，就产生局部升温和局部高速流动，结果就将固体表面洗净。这就是超声波清洗的原理。该方法对于除去油脂类污染物是有效的。超声波清洗机所用的清洗剂多为液体清洗剂，组成模式为：表面活性剂、赘合剂、其它助剂、还有其它有机溶剂如三氯乙烯。4、离子轰击法前面叙述的方法，主要对清洗油脂类是有效的，并且包了清洗和干燥两个过程。离子轰击法是在薄膜形式之前直接对放置在真空中的基片进行清洗的方法，因此，根本不使用液体，也不需要干燥。其原理是溅射。即利用如下原理：在真空设备中，引入氢气，用辉光放电使其产生离子，如果用加速的离子冲击基片，那么，基片表面的分子就被打出来，加入把基片直接放在阴极板

21、上，那么因玻璃基片带电，所以离子不太容易射中基片，那就没有效果。倒不如在真空设备中，设置正负电极，形成放电空间，将基片置于放电空间中，这时尽可能放在靠近辉光柱的地方。在接近阴极的地方，会因加速的电子撞击使油脂分解，而剩下的附着在上面。这种方法，不管对什么样的污染物都是有效的。在使用有扩散泵的真空系统中制作薄膜时，离子轰击法对消除油蒸发的影响是特别有效的。但是，必须注意基片表面受到相当程度的破坏。四、膜厚测量方法、称量法，又分为石英晶体振荡法和微量天平法；石英晶体振荡频率监控是一种利用改变石英晶体电极的微小厚度，来调整晶体振荡器的固有振荡频率的方法。利用这一原理，在石英晶片电极上淀积薄膜，然后测

22、其固有频率的变化就可求出质量膜厚。由于此法使用简便，精确度高，已在实际中得到广泛应用。此法在本质上也是一种动态称重法。石英晶体振荡器可以和微型机相连接，根据晶体振荡频率的变化，计算机可以方便地计算膜层的厚度，并且根据振荡频率随时间的变化，即可确定薄膜的淀积速率。、电学方法（电阻测量法）；、光学方法（光干涉法，见干涉显微镜实验）。本实验膜厚测量采用 FTM-V 膜厚监控仪。实验设备实验设备 真空镀膜设备 HCJ-400A 高真空镀膜机系统框图如图 7 所示。图 8 为 HCJ-400A 高真空镀膜机的照片，图 9-图 15 为镀膜机控制表盘和应用到的各种仪器。图 7HCJ-400A 高真空镀膜机

23、系统框图图 8HCJ-400A 高真空镀膜机图 9 镀膜机控制表盘图 10气体质量流量计图 11 微机型数显复合真空计图 12分子/增压泵电源图 13磁控 DC 电源图 15 石英晶体振荡膜厚监控仪步骤步骤直流溅射制备金属钼（Mo）薄膜：基片先放入超声波清洗器清洗约三分钟，再以无水酒精擦洗，最后用拭镜纸擦拭并用吸耳球清洁表面。为了防止基片受到污染，应尽快送入镀膜室。烘干后的玻璃基片将放在镀膜室的上盖上；在镀膜室内已安装有金属钼（Mo）靶。一、开机操作一、开机操作1、合上用户端总电源开关，控制柜电源指示灯亮，电压表头指示 380V 电压，表明系统正常；二、镀膜过程二、镀膜过程2、镀膜室盖板的上升

24、操作；注意：钟罩盖板上升前必须先按下放气阀，待镀膜室内接近常压，方可按下上升开关。注意：钟罩盖板上升前必须先按下放气阀，待镀膜室内接近常压，方可按下上升开关。高阀处在关断状态；按下放气阀，对镀膜室充入干燥空气；向右旋转钟罩盖板上升开关，钟罩盖板电机匀速上升，当钟罩盖板上升到位后电机停止转动，此时将钟罩盖板上升开关旋转至停止位置，进行实验前准备工作（放置基片等）。注意：钟罩盖板上升到位后，必须上升开关旋转至停止位置注意：钟罩盖板上升到位后，必须上升开关旋转至停止位置(中间位置中间位置)3、镀膜室盖板的下降操作；高阀处在关断状态；向左旋转钟罩盖板上升开关使钟罩盖板匀速下降，当下降到位后将下降开关旋

25、转至“停止”位置，并关闭放气阀；4、接通系统冷却水，并调整到适当的流量；注意：在无水冷却的情况下不得开分子泵、开加热及开注意：在无水冷却的情况下不得开分子泵、开加热及开 DCDC 电源。电源。5、开机械泵，将三通阀杆向外拉出，机械泵对镀膜室抽气，打开复合真空计电源；注意：在开机械泵前一定要关闭放气阀。注意：在开机械泵前一定要关闭放气阀。6、当真空计读数达到 10Pa 以下时，将三通阀杆向里推进，机械泵对分子泵抽气；7、按下分子泵电源和启动开关，分子泵进入加速状态。频率由 0HZ 上升到 400HZ，进入正常状态；8、开高真空碟阀(打开一半)给真空抽真空；9、频率由 0HZ 上升到 400HZ，

26、进入正常状态后把高真空碟阀完全打开；10、当真空达到预定值时（4.510-3Pa），在压强控制仪上设定溅射压力值（3.610-1），按下控制键；11、打开气源和气体质量流量计（先打到清洗，再打到阀控），然后调节流量到预定值（45sccm）；12、将基片旋转电机转速调节到 0，打开电源开关，缓慢旋转速度调节旋钮到设定值（80 左右）；13、打开加热和温控仪按钮，加热到预定值（40 度左右）；14、打开膜厚监控仪，选定对应材料（Mo）和其他参数(膜厚为 200nm)；15、打开磁控 DC 电源开关，调整溅射电流（0.14A）和电压；16、启动膜厚监控仪的厚度控制；将靶材挡板推进到不挡左靶位置（挡右

27、靶）；17、观察膜厚监控仪到设定膜厚，关磁控 DC 电源，拉出靶材挡板到不挡右靶位置（挡左靶）；18、关工件旋转电机；记录实镀膜厚，关膜厚监控仪；19、关工作气源阀门和气体质量流量计；20、关复合真空计；关高真空阀；21、拉出三通阀杆；22、关分子泵启动开关，当频率低于 100Hz 是关闭电源；23、真空室内温度降至 150C 以下，关机械泵，关冷却水；24、关温控仪；25、镀膜室盖板的上升操作；注意：钟罩盖板上升前必须先按下放气阀，待镀膜室内接近常压，方可按下上升开关。注意：钟罩盖板上升前必须先按下放气阀，待镀膜室内接近常压，方可按下上升开关。高阀处在关断状态；按下放气阀，对镀膜室充入干燥空

28、气；向右旋转钟罩盖板上升开关，钟罩盖板电机匀速上升，当钟罩盖板上升到位后电机停止转动，此时将钟罩盖板上升开关旋转至停止位置，进行已镀样品取出工作。注意：钟罩盖板上升到位后，必须上升开关旋转至停止位置注意：钟罩盖板上升到位后，必须上升开关旋转至停止位置(中间位置中间位置)26、本样品镀膜结束；如果继续镀膜，则进行实验前准备工作，并按如果继续镀膜，则进行实验前准备工作，并按 326326 步骤操作步骤操作。三、最后关机操作三、最后关机操作27、镀膜室盖板的下降操作；高阀处在关断状态；向左旋转钟罩盖板上升开关使钟罩盖板匀速下降，当下降到位后将下降开关旋转至“停止”位置，并关闭放气阀；28、开机械泵，

29、对真空室抽 23 分钟，使真空室保持真空状态；29、关机械泵，关总电源。镀膜结束。附录：附录：一、实验设备一、实验设备HCJ-400A 高真空镀膜机气体质量流量计镀膜机控制表盘微机型数显复合真空计磁控 DC 电源分子/增压泵电源石英晶体振荡膜厚监控仪二、磁控溅射真空镀膜机使用说明二、磁控溅射真空镀膜机使用说明1.1 系统组成机械部分电器控制系统真空系统冷却系统报警系统充气系统放气系统1.1.1 机械部分镀膜室、镀膜室内辐射挡板、基片旋转支架、种罩盖板升、降机构，镀膜室采用不锈钢材料，利用氩弧焊技术制作。为了便于观察镀膜过程，在门上设有两个圆形透明观察窗。镀膜室盖的上升与下降有安装在工作台下部的

30、电动执行机构来实现。上盖的上升与下降可以通过操作控制柜面板上的上升，下降开关来控制.行程开关来实现电机的升，降启停。注意注意：只有在高阀处在关断状态(形成开关触电接通)，按下充气阀开关才可以放气。1.1.2.1 温度控制系统组成：温度控制仪，温度传感器，SSR 固态继电器,电热管。选用铜康铜温度加热元件，选用高精度日本岛津温度控制仪表，完成温度的精确控制。用户可通过操作面板完成温度的设置。1.1.2.1.1 温度控制系统组成：温度控制仪、温度传感器、SSR 固态继电器、电热管。选用铜康温度传感器（分度号饿E），测量镀膜室内温度，选用电热管为加热元件，选用高精度日本岛电温度控制仪表，完成温度的精

31、确控制。用户可通过操作面板完成温度的设置。1.1.2.1.1 可编程控温仪简介1.1.2.1.2 温度控制仪的指示部分OUT 绿灯亮时调节输出。EV1、EV2 红灯亮时事件报警输出。AT 绿灯闪烁时自整定（用户不得随意更改其参数，正常设置为：OFF）MAN 绿灯闪烁时为手动状态。1.1.2.1.3 温度控制仪的按键部分循环键：选择 0、1 窗口群的参数。键、?键：增减数字大小和修改字符参数。ENT 确认键：数字和参数修改后的确定。1.1.2.1.4 手动输出状态进入在 01 窗口按住 ENT 键 3 秒，面板 MAN 灯闪烁，按增减键改变手动调节输出百分比。1.1.2.1.5 手动输出状态退出

32、再次按住 ENT 键 3 秒，手动切换为自动，面板 MAN 灯灭。1.1.2.1.6 自动状态MAN 灯灭表示在自动状态。1.1.2.2 数显复合真空计选用数显复合真空计来测量镀膜室内的真空度，测量范围：1Pa1计说明书。1.1.2.3 真空系统真空系统的主泵选分子增压泵，前级泵选用直联高速旋片式机械泵。1.1.2.4 冷却系统主要用于冷却得部分：镀膜室、观察窗、分子泵、磁控靶、加热管外露部分。水流继电器安装在分子泵冷却回路，当水压低于要求时，水流继电器触点闭合，给出报警信号。水流继电器得水压调整：顺时针旋转螺母水压减小，逆时针旋转螺母水压加大。注意：在无水得情况下，不得打开分子泵。1.1.2

33、.5 报警系统设备具有断水报警功能，当系统出现断水时，提供声、光两种报警信号。报警器安装在控制柜操作面板上。恢复供水后系统自动解除报警。1.1.2.6 充气系统设备安装有电磁微调阀，可以向镀膜室充放氮气或其它气体，用户可以根据工艺要求进行选择。1.2.2.7 放气系统在控制柜操作面板中安装有电磁阀，当被镀膜工件需要取出或放入镀膜室时，按下放气阀大气开始进入镀膜室，当听不到进气声音时，等待2分钟后再进行相应得操作。1.2 框图Pa。溅射压力值在显示面板上可以设置，详见数显复合真空系统框图系统框图2、主要技术指标镀膜室尺寸：400250（mm）镀膜室提升：镀膜室钟罩电动提升溅射方向：由下往上及向心

34、倾斜可镀基片尺寸：直径 50（mm）极限压力：?5恢复真空时间：从 1PaPa3PaPa?40min工作压力：10烘烤温度：?300（可控可调）基片旋转：530r/min（可调）溅射靶数量：1 个（并预留一个靶位扩展接口）溅射靶尺寸：直径 60mm溅射电源：1 套 DC 电源工件盘直径：350mm冷却水流量：15L/min设备功率：10KW（三相）真空系统：高真空泵：200 分子泵前级泵：2XZ8 机械泵阀门：手动碟阀工艺气体控制：一套自动压强仪3、功能及特点采用内加热、内测温和智能控温仪表控制，系统升温快、过冲小。真空系统机械泵+分子泵，抽气快、效率高。具有断水报警功能。用户可任意设置温度值

35、，修改方便。具有动手/自动功能并可随时进行无忧切换。断电参数保存。4、系统操作控制开关位带灯带锁的开关，按下开关时，开关处在开的状态同时指示灯亮，再次按下开关时，开关处在关闭状态同时指示灯灭。4.1 开机操作4.1.1 合上用户端总电源开关，控制柜电源指示灯亮，电压表头指示 380V 电压，表明供电系统电源正常。4.1.2 镀膜室盖板的上升操作注意：钟罩盖板上升前必须现按下放气阀，待镀膜室内接近常压时，放可按下上升开关。位防止意外，控制系统设有保护装置：钟罩盖板上升状态下，钟罩盖板上升与放气阀与高阀互锁；当关闭放气阀且高阀打开状态下，钟罩盖板不能上升。反之，打开放气阀且高阀关闭，钟罩盖板才能上

36、升。高阀处在关断状态按下放气阀，对镀膜室充入干燥空气，接近大气压时关闭气阀。向左旋转钟罩盖板上升开关，钟罩盖板上升开关旋转至停止位置，取出镀好的工件，放入新的要镀的工件。注意注意：钟罩盖板上升到位置后，必须将上升开关旋转至停止位置（中间位置）钟罩盖板上升到位置后，必须将上升开关旋转至停止位置（中间位置）4.1.3 镀膜室盖板的下降操作高阀处在关断状态。按下钟罩盖板下降开关钟罩盖板电机匀速下降，当钟罩盖板下降到位后电机停止转动，此时将钟罩盖板下降开关旋转至停止位置（中间位置）。4.1.4 接通系统冷却水，并调整到适当的流量。注意注意：在无水冷却的情况下不得开分子泵、开加热、开在无水冷却的情况下不

37、得开分子泵、开加热、开 DCDC 电源。电源。4.1.6 观看复合真空计，真空压力达到 10Pa 以下时，将三通阀杆向里推进，机械泵对分子泵抽气。4.1.7 真空度达到 10Pa 以下时（稳定压强），按下分子泵电源开关，按下启动开关，分子泵电源进入加速状态，约 5 分钟后，频率由 0HZ 开始上升到 400HZ，进入正常工作状态。4.1.8 打开高真空碟阀（顺时针向下）。4.1.9 打开分子泵电源 6 分钟后，打开温控仪开关，输入温度设定值，并检查无误后打开加热开关，系统对镀件开始加热（根据实验要求看是否需要加热）。4.1.10 温度达到设定温度后，打开工作气源压力阀门，调整工作气源压力，在压

38、强控制仪上设定溅射压力值，按下控制键，系统自动调节镀膜室内充工作气体的压力。4.1.11 将基片旋转电机转速调节到 0，打开电源开关，缓慢旋转速度调节旋钮到设定值。4.1.12 打开 DC 电源开关，调整溅射电压和电流，溅射电压：600V，溅射电流：0.3A。4.1.13 镀膜结束。4.2 关机操作4.2.1 关 DC 电源4.2.2 关工件旋转电机4.2.3 关工作气源阀门4.2.4 关加热开关4.2.5 关复合真空计4.2.6 关高真空翻板阀（逆时针向下）4.2.7 关分子泵电源4.2.8 拉出三通阀杆4.2.9 真空室内温度降至 150 以下时，关机械泵，关冷却水。4.2.10 关温控仪

39、4.2.11 关总电源4.2.12 结束注意注意：清洗时一定要将底板的泵口挡住，防止异物掉入高阀和分子泵内清洗时一定要将底板的泵口挡住，防止异物掉入高阀和分子泵内机械泵的油质不好时，应及时进行更换。三、微机型数显符合真空计使用说明三、微机型数显符合真空计使用说明1、操作方法1.1 正确连接电缆及规管在要求连续测量（大气Pa）时，应将电离规电缆线（五芯插头）与仪器后面板电阻规插座相连并旋紧，电缆线的另一头（八脚插座）与电阻规八脚插座相连。电离规电缆连接：将电离规电缆线（四芯插头）与仪器后面板电阻规插座相连并旋紧，电缆线的另一头（八脚插座）与电阻规八脚插座相连。将收集极电缆（单芯 Q9 插头）与仪

40、器后面板收集极插座相连，另一边夹子与规管收集极相连。1.2 对新开封的电阻规管或第一次使用的电阻规管，应进行“零点”及“满度”校准，校准方法见“电阻计操作”及“电离单元操作”有关部分。1.3 若需对真空系统进行控制，则必须在开机后 5 秒内对控制点进行设点，设点方法见“电阻操作”有关部分。在完成以上三个步骤之后，仪器将按你的要求完美的执行测量及控制任务，不需你的手动操作。1.4 零点、满度校准：由于电阻规的个体差异，因此当第一次使用电阻规进行测量或更换规管时，将此电阻规连接与系统内，对电阻计单元进行零点及满度校准，以使电阻计单元的测量准确度更高。校准过程将仪器置与“手动”（“自动”按钮灯灭后）

41、，按下电离计单元“开电源”按钮，用电离计单元监测系统内真空系统的真空度；校准时必须先调节零点后调节满度。（1）当真空度高于 1Pa 时（用电离规进行监测）调整“ZERO”零点电位器，使其显示 1.0E1（2）当真空度在大气压状态时，调整“F.S”满度电位器，使其显示 1.0E5Pa。1.5 电阻规故障判断当电阻规管丝断时，仪器电阻计单元显示“”，且仪器进入手动状态。2、电离计工作过程：2.1 连续测量典型操作过程如下：（1）将电阻规与电离规放入同一系统内。（2）开机显示 0.0000，“自动”LED 亮。（3）开机 5 秒内按下“自动”按钮使“自动”LED 亮后松开按钮，此时电离计开始工作，并

42、显示电离计测量真空度。（4）开机 5 秒 后进入电阻测量，当电阻测量真空度大于 10Pa 时，将自动开启电离规，进入电离计测量显示，当真空度小于100Pa 时，自动关闭电离规，进入电阻测量。2.2 分别测量典型操作过程如下：（1）将电阻规与电离规放入相应的系统内。（2）开机显示 0.0000，“自动”LED 亮。（3）开机 5 秒内按下“自动”按钮，使“自动”LED 灭后松开按钮，仪器进入手动状态。（4）开机 5 秒内可执行“设定 1、1”操作，设定操作方法同电阻单元。（5）开机 5 秒后进入电阻计测量。（6）按下“电离”按钮，使“电离”LED 亮后松开按钮，此时电离计开始工作，并显示电离计测

43、量真空度。2.3 若需检查发射电源，可按下“电离按钮，此时显示发射值，松开按钮显示真空度。发射电流示值应在：50uA 时，4.0056.005500uA 时，4.0046.004范围内，若超出此值，显示“”，此时应检查真空度是否过低或更换规管后再重新测量。2.4 当真空度小于 10Pa 时，仪器进入保护状态，此时规管灯丝被切断，显“”；当真空度恢复到大于 10Pa 时，重新进入电离测量状态。2.5 若需显示测定值，可按下相应“设定”按钮，仪器将循环设定上、下限值。3、充气压强控制：气体控制：按工艺要求，真空设备到本体真空后，可对设备施行充气自动控制。充气前应对仪器进行稳定压强的设定。仪器设定是

44、通过前面板“设定键”实现的。前面板设定键实现“”或“?”设定，具体，具体控制操作如下：A、开电源，显示 0.0000 或测量状态。B、按下“设定”不松开，先显示一下前次设定值以后，每隔 0.3s 系数加 31.0E22.0E29.0E01.0E3当显示到所需设点时，松开按钮，设定完成。同理，按下“设定?”为系数减 0.1。C、设定值具有掉电保护功能，若不修改设定值，下次开机可不重新设定。D、上述设定（即予置）是对真空系统进行压强自动控制时的操作。E、按下“控制键”，对应 LED 亮，仪器进入控制状态（再次按下此键，则对应 LED 灭且仪器退出控制进入测量状态）。控制时，电磁调节阀电流由微机自动

45、控制输出，使系统迅速稳定到设定值。几秒或几十秒。F、仪器进入控制过程后。若需检测设定值。可按下“设定”按钮直接进行修改。G、经上述调整后，特别是在自动控制状态时，若系统真空度无变化或不能稳定，一般为下列情况所致：、控制阀电缆未连接或错误或断线。、进入气源未打开。、真空度变化较小，说明有少量进气。原因可能是进气压力太小；气体管路堵塞或系统抽速过大。H、自动控制时，若系统真空度在设定值左右变化，可调节仪器后面板上的“响应速度”拨码开关，使真空度指示稳定为止，一般调节方法为：、当真空变化幅度较大时，可见小“响应速度”，（注意：响应速度越小，则稳定时间越长），在不影响稳定精度的前提下，一般应选择较大的“响应速度”加快稳定时间。、对于固定的系统，一但调准后，通常在相同的工作条件下，无需重新调节，因此，首先使用调整是一项关键的工作，用户一定要认真的调试。、若经反复高调整，仍不能稳定，特别是在控制真空度较低时，如低于 1Pa 有些系统抽速发生变化或不稳定，此时可适当关小主阀。I、充气工作结束后，按下“控制”按钮，LED 灭。同时阀门关闭，不再进气，仪器进入测量状态。3、注意事项、仪器加有掉电保护功能，当关机后，设定值可保护下来，下次开机时不需要重新设定。、电阻龟单元在 1Pa 附近有一定漂移，但不影响在电离单元在Pa 时仅作参考。Pa 以后的测量准确度。