JCP-200磁控溅射蒸发镀膜机 使用说明书

1、PAGE PAGE 6JCP-200磁控溅射/蒸发镀膜机使用说明书北京泰科诺科技有限公司2008年6月目录1.设备简介2.设备技术参数及功能3.设备环境要求4.设备安装5.设备操作及注意事项6.设备保养及维护 附图JCP-ZZ-200B多功能磁控溅射镀膜机外形图磁控靶结构示意图基片台结构示意图真空系统示意图电器控制原理图一.设备简介JCP-200磁控溅射镀膜机以磁控溅射技术为主体（兼容蒸发镀膜技术）该设备由真空系统、镀膜室、磁控溅射靶、基片台（架）、真空系统、工作气体供给、电气控制等部分组成，主要应用于沉积金属膜、介质膜及半导体膜。1.1.真空系统该设备采用110L/S分子泵、2L/S机械泵、

2、前级阀真空系统。为了尽量减小“出气”量、降低真空压强，整个系统（包括所有法兰及管道）全部采用不锈钢材料。真空测量采用数字式复合真空计，测量范围从大气至10-5Pa，具有自身保护测量规管的功能。真空联锁保护采用断水保护磁控靶的措施。1.2.镀膜室镀膜室采用不锈钢柱状两层结构：上层安装旋转基片台，可手动打开，下层安装磁控溅射靶、进气装置，便于更换基片、靶材及日常维护；磁控靶装在下，基片台在上。该方式的优点在于：防止颗粒物对膜表面的侵害。在镀膜室的前面、侧面配有玻璃观察窗，观察其镀膜过程的状况，一旦出现非正常情况可采取应对措施。1.3.磁控溅射靶磁控溅射靶（简称磁控靶）是该设备的核心部件，它的性能决

3、定了沉积薄膜的质量。按形状及用途不同可分为：圆形平面靶、矩形靶、柱状靶及S枪形靶。该设备采用圆形平面靶，靶材尺寸为504mm（2”），表面磁感应强度约为Br=400Gs。靶电源采用磁控靶工作原理可简述为：自由电子在阴极靶材表面正交电磁场的作用下，电子获得约400eV以上的能量并做曲线运动，运动过程中与工作气体原子（如Ar、O2、N2 、CH4）相互碰撞形成正离子，正离子与处在负电位的阴极靶材相互作用溅射出靶材的中性粒子，这些中性粒子沉积于基片表面（阳极）形成薄膜。带正电荷的粒子与靶材相互作用的过程中，不但能溅射出中性粒，同时还溅射出靶材正电荷离子及二次电子及软X射线等。由于靶材处于负电位，所以

4、正离子不会远离靶材，但二次电子再次与工作气体相互作用、电离工作气体，直至正负电荷达到平衡状态，形成等离子体，即所谓的辉光放电。这种情况下，靶材表面功率密度大约在（510）瓦/cm2，过高的功率密度不可取；其一，靶材水冷带不走过高的热能，严重时致使靶材熔化。其二，辉光放电会过渡到弧光放电，弧光放电相对于辉光放电不太稳定，只有特殊场合才能应用，磁控靶就工作在辉光放电区。表征磁控靶的性能主要为：磁场分布、靶材利用率、功率密度及对电源的要求。磁场分布是设计磁控靶的主因素，一般情况下总希望磁感应强度径向分量相对于垂直分量越大为好。通常情况下，靶材表面径向大约为300Gs至400Gs，太低的磁场不太容易起

5、辉，太高的磁场会影响靶材利用率及膜的均匀性。该设备磁控靶起辉压强510-1Pa，靶材利用率约30%。1.4.基片台该设备基片台具有旋转、加热、偏压之功能。旋转目的是提高膜的均匀性，而加热则为了增强膜附着力。旋转速率从220转每分钟可调整。加热温度从室温至300可控制，用户可根据需要设置控制点，控制精度2注意：实际测量温度低于实际基片温度20%(3001.6.电气控制电气控制包括：真空系统控制、真空测量、磁控靶电源、基片台旋转、加热控制、偏压控制、工作气体控制。所有控制都设计在同一操作面板上，每个开关（或旋钮）控制功能都有文字注明，如下所述：真空系统控制：机械泵、分子泵、前级阀。真空测量：真空室

6、一高一低。磁控靶电源：脉冲电源500W基片台控制：旋转控制、加热控制、偏压控制。工作气体控制：质量流量计控制。二.设备技术参数及功能2.1.极限真空：6.610-5Pa。2.2.恢复抽真空时间：（从大气至710-3Pa）15分钟。2.3.漏气率：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.基片台加热温度：Max 3002.7.基片台旋转：220r/min。2.8.气体流量控制范围10 sccm，精度0.1sccm。2.9.断水保护靶电源。三.设备环境要求3.1.供电：AC 380V5% 功率8千瓦。3.2

7、.独立地线：3。3.3.供水：流量10L/min ，水温10253.4.室温： 303.5.相对湿度： 75%。3.6.室内无大的尘埃、无腐蚀性易燃、易爆气体。3.7.室内无明显振动。3.8.工作气体：高纯氩气99.99%。四.设备安装4.1.拆箱：拆箱前确认机装箱是否损坏及上下方向，拆箱后仔细检查设备是否完好，若设备有严重损伤时进行拍照并作好记录，严重时由制造方与运输方联系解决。4.2.入库验收：按装箱单清点设备及配件，若有与装箱单不符可与厂方联系并在设备验收报告中注明。4.3.确认安装条件按“设备环境要求”确认：供电、供水、地线及卫生环境是否满足设备要求。4.4.确认机械泵工作状态试机械泵

8、前装好隔断放气阀及真空密封堵头（带橡胶圈），通AC220V后观察机械泵排气口是否排气，断电后取下“真空堵头”，若发现堵头取不下来，说明隔断放气阀工作不正常。正常情况是：机械泵断电后通过隔断放气阀给泵充大气，确保再次启动后不会“返油”。排除隔断放气阀故障后重试机械泵 ，确保机械泵工作正常。4.5.检查整个设备及注意事项4.5.1.初次供电前一定要先检查整个设备：部件、元件、接线是否有脱离、松动、掉线及接触不良等。检查并排除故障后再进行下述工作。4.5.2.连接供电电缆、水管、气管、地线 机械泵、波纹管及排气管。4.5.3.真空室放气检查基片台及磁控靶是否完好。4.5.4.注意事项4.5.4.1.

9、通水后检查是否有泄漏之处。4.5.4.2.通电前先用万用表检查火线对地线是否有短路现象及确认所有开关及旋钮都在关和零位。4.5.4.3.通气前检查气路是否有漏气情况并确认气源减压阀出口压强小于0.03Mpa。五.设备操作及注意事项5.1.真空系统操作及注意事项（按次序）确认设备各操作开关及旋钮都在“关”和“零”位通水并确认流量及水温开总“电源”开机械泵开前级阀开低真空测量当低真空度5Pa后开分子泵当真空度1.3X10-1开高真空测量当真空达到810-3Pa抽真空完成。注意：初次抽低空时间应长一些，若能达到2 10-1Pa说明真空系统没有泄漏。抽真空前切记一定要开手动限流阀。高真空达到镀膜要求后

10、最好分钟后再进行镀膜操作。5.2.镀膜操作（按下列次序）关高真空测量控制基片温度到要求值关限流阀开流量控制器调节流量至镀膜室低真空指示10-1Pa关基片加热进行镀膜几秒后打开挡板到要求的镀膜时间后关挡板关电源关流量控制器待温度50关分子泵镀膜室放气取基片镀膜完成。注意：镀膜前一定要关限流阀和高真空测量。初次镀膜前应先开气路隔断阀，将管内的空气抽干净，否则会影响镀膜质量。5.3.基片台操作5.3.1.旋转操作一般情况下，旋转速度在10 r/min就可以，过快的速度会增加动态密封的磨损，而且对膜均匀性不会有多大的影响。5.3.2.温控操作 温度设定上限一般情况在2003005.4.更换基片、靶材后

11、的真空操作关放气阀开分子泵开低真空测量镀膜室真空度1.3X10-1Pa后开高真空测量满足真空要求后可开始镀膜。5.5.真空系统停机 关高真空测量关分子泵关前级阀关机械泵停水及关（AC）总电源。六.设备保养及维护6.1.真空系统6.1.1.按机械泵说明书定期更换泵油。6.1.2.注意镀膜室门密封圈的清洁。6.1.3.定期清洗镀膜室内腔。6.1.4.注意在低真空状态不要开启电离规（高真空测量）。6.1.5.随时注意水温及流量大小。6.1.6.设备移地时注意地线情况。6.2.磁控溅射靶6.2.1.注意磁控靶的清洁（靶体侧面及屏蔽罩）。6.2.2.注意水温256.2.3.当靶材比标准薄时要附加压环，使靶材贴紧靶体，达到好的冷却效果。6.2.4.靶材功率密度范围：5W15W/cm2，通常情况控制在100W左右比较合适，过高的温度会导致磁钢退磁。6.4.基片台6.4.1.基片旋转平常控制在较低的速率。6.4.2.长期使用高温可能导致固定基片（样品）螺钉（螺孔）变形。6.4.3.