真空设备讲义课件

真空設備維護與保養NLVC-TYPVD廠2009.05.20目录几个镀膜参数分析真空设备常见故障与处理设备定期维护配件管理月球世界最低人造地球卫星(近地点)

150我国第一颗人造地球卫星(近地点)

438我国第一颗人造地球卫星(远地点)2384珠穆朗玛峰8.848

壓力Torr地球半径63701Atm=7602361457.7x10-34.0x10-84.6x10-127.5x10-14对流层电离层外大气层平流层星际空间12803803844000大气压力随海拔高度的变化10-15~10-20地球高度Km1.1溅射率与离子入射角的关系00°

90°

θ1mSθm

对Au,Ag,Cu,Pt影响小.;对Al,Fe,Ti,Ta影响大.结论:入射角60°~80°时,级联碰撞深度/范围合适,阻挡作用最小,轰击效果最佳,溅射率最大.θArAl靶溅射率入射角1.2沉积速率工作气压的关系343638404244464850320.150.200.250.300.350.400.450.50工作气压Pa沉积速率(um/min)结论:工作气压有一最佳值,可用溅射率为依据来选择工作气压值.1.3温度-200020040060080010000.51GeAuCuAgZnBi温度℃

溅射率S溅射率与靶温度的关系

溅射率与靶温度有关系.靶温超过靶材升华温度,就会是“溅射与靶原子的蒸发”复合作用,溅射率陡增,沉積速率将急剧增加,膜層厚度無法控制.溅射时注意控制靶的温度,防止溅射率急剧增加现象.冷却水进冷却水出绝缘板背板阴极架屏蔽环温感线DC电源线冷却水進出管间接冷却示意图靶座靶冷却方式靶材

直接冷却---水直接通到背板背面.

间接冷却---水通入靶座,靠靶与背板﹑靶座的良好接触来冷却.

控制措施﹕

冷却水的温度和流量必须严格控制,机器应设置相应的报警系统.嚴禁無水進行鍍膜作業.靶应设置温度感应装置,超过设定温度,机器自动停止溅射.Eg:VeecoIonmilling工件冷却方式1.4

功率与膜厚的关系半透膜:PMMA镀Ni;时间3s.结论：DCPower功率越大,,薄膜越厚,透过率越小;镀膜时间越长,薄膜越厚,透过率越小.1.5基片偏压对薄膜的影响结论:偏压溅射可提高薄膜的纯度;增加薄膜附着力;改变薄膜的结构.-10-0.104080120-1000+100160200αTaβTaTa电阻率(uΩ

.cm)基片偏压(V)1~6kv100~200v工件靶-100+10αTa直流偏压溅射

靶材:Ta基片温度﹤700℃

时,钽膜呈四方晶格(βTa),﹥700℃

时,钽膜呈体心立方晶格(αTa).1.6反应气体分压影响膜的特性0101001000100200300400αTaβTaTa2N+αTaTaN+Ta2NTaNN2的分压Ta电阻率(uΩ

.cm)Ta膜特性与摻入N2量的关系镀膜方式:反应溅射靶材:Ta工作气体:Ar反应气体:N2结论:改变反应气体N2和惰性气体Ar的比例,就可改变薄膜的性质.如:可使薄膜由金属变成半导体或非金属.可以用监控反应气体分压强来获得稳定膜层.0416O2(sccm)100400200300128I=2APa=1.3Pa01040N2(sccm)1004002003003020I=2APa=1.0Pa20反应气体流量对电压的影响铝靶与O2反应溅射特性铝靶与N2反应溅射特性反应气体到达某一阈值,靶上化合物的形成速度超过被溅射速度,对金属来讲,保持电流不变时,伴随有电压的陡峭变化.电压随N2量的变化缓慢下降,之后基本保持不变,具有这种放电特性的反应可以获得光﹑电性能渐变的膜系.放电电压U(v)放电电压U(v)金属性介质性1.7磁控溅射的优点匹配器RF发生器电源溅射气体真空泵工件靶NSNSSN工件靶EAr+

Be

靶原子

Ar

e

射频溅射装置磁控溅射工作原理

射频溅射几乎可以溅射导体﹑半导体和绝缘体在内的所有材料.但溅射速率低,基片温升厉害.二.常见故障与处理2.1

真空设备常见故障方法:看.听.闻.问.想三.定期维护3.1日点检3.2Chamber的定期维护PM维护依据:

镀膜时间usagetime

使用工具&辅料:

吸尘器,万用表,六角匙,扳手,起子无尘布,酒精(IPA,ACE)作业流程:试运行破真空打开Chamber门拆卸防护板清洁Chamber清洁防护板装防护板关闭Chamber门

抽真空检测/检查检漏3.4维护保养计划四.配件管理清楚的配件一览表a.区分出Consumer&Non-Consumer.b.零件名称﹑型号﹑目标库存数﹑实际库存数﹑零件寿命(使用频率)﹑供应商名称﹑联系电话.清楚的配件库存管理配件分门别类摆放,标识清楚;设立库存预警系统.保证配件采购链信息畅通