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JGP磁控溅射仪操作步骤

JGP –650型双室超高真空多功能磁控溅射系统操作步骤
一、开机前的准备工作:
1、开动水阀,接通冷水,检查水压是否足够大,水压控制器是否起作用,保证水路畅通。

2、检查总供电电源配线是否完好,地线是否接好,所有仪表电源开关是否处于关闭状态。

3、检查分子泵、机械泵油是否到标注线。

4、检查系统所有的阀门是否全部处于关闭状态,确定磁控溅射室完全处在抽真空前封闭状态。

二、换样品过程:
1、先打开真空显示仪,检查溅射室是否处于真空状态,若处于真空状态,首先要放气,室内的大气压与外界的大气压平衡,打开溅射室内的照明灯,看看机械手是否放在靶档板下面,定位锁是否已经抽出时(拔起),才能决定把屏蔽罩升起。

2、按动进步电机升开关,让屏蔽罩缓缓升起,到合适位置为止,当屏蔽罩升到最高位置时,进步电机升开关将不起作用。

3、换样品(靶材)时:松动螺丝,用清洗干净的镊子小心取出靶材,把靶材放到干净的容器内,以防污染;用纱布沾高纯酒精把溅射室清洗干净;放靶材时,一定要让靶材和靶面接触(即靶材必须是一平面,不平者勿用),把靶材放在中心(与靶的边界相距2-3mm.一定要用万用表来测量靶材(正极与靶外壁(负极)要断开,否则将要烧坏;然后把基片放在上面的样品架上(松动螺丝,把基片放在样品架上,然后上紧螺丝)。

把样品架卡在转盘上。

4、按动进步电机降开关,让屏蔽罩缓缓下降,当下降到接近溅射室时,一定要把定位仪贴在屏蔽罩壁上,可以用左手按进步电机降开关,右手推动屏蔽罩使其安全降下来,注意千万不要使溅射室上真空圈损坏,一旦真空圈损坏,整个溅射室就无法抽真空,仪器不能正常工作。

三、抽真空过程
1、换好样品后,磁控溅射室、进样室、和分子泵都处于大气状态,插板阀G2
应为开启状态,首先按下机械泵开关,机械泵指示灯亮,表明机械泵开始工作。

2、按下电磁阀DF1(是分子泵的排气口),缓慢打开旁抽角阀V5(避免大气压的作用,对仪器有可能损坏),机械泵对磁控溅射室、进样室和分子泵同时进行抽气,打开复合真空计(ZDF-2AK)进行测量。

当真空计显示的真空度好于20Pa 时,样品室下面的两个灯管发亮(只有室内的真空度达到一定成度,即小于20Pa 时,灯管才发亮),关闭旁抽阀V5。

3、启动分子泵(FB600),按下分子泵总电源开关,按下切换键(Fundata是让分子泵频率归零),按Start,分子泵开始加速,其电源版面上显示频率,分子泵开始工作打开,约8分钟后,频率显示为400HZ时,分子泵进入正常工作状态后,随即把左侧的插板阀G1和G3打开,在打开G1时,逆时针转动,直到有声响,然后回转一圈。

分子泵开始对磁控溅射室、进样室进行抽真空,这是从复合真空计中可以看出真空度为0.1Pa时,打开高真空计,测量高真空。

根据实验的需要,真空度应达到多少为最佳(主溅射室极限真空度为 6.6*10-6,进样室真空度为
6.6*10-4,需要40分钟左右)
四、溅射过程
1、用分子泵和机械泵对磁控溅射室继续抽真空,待室内真空度达到实验的需求后(一般在5Pa左右),用真空计来监测真空度。

注意:若在高真空状态下,不能充气,以免发生高真空电离,一定要转到手动(低真空)。

2、向溅射室充气,先打开气瓶,打开V1(缓慢地让V1至V6管子中的Ar气进入溅射室)时,一边开V1,一边看着真空计,若真空计的变化叫较大,就减小一点。

打开V6,打开流量显示仪(在关闭状态)之前,一定要使流量显示仪预热10分钟,气体流量显示先达到关闭档调零,后达到阀空档,调节所需的气流量(这个参数对薄膜的生长起着至关重要的作用),关插板阀至关闭状态,调节进气与抽气(调节流量计与插板阀),使溅射室的真空度为1.0Pa左右。

3、起辉过程,当真空达到一定成度之后,打开直流溅射电源或射频溅射电源开始工作,按下直流溅射和射频溅射的档板按钮,使档板正对着靶,再按下起辉按钮,靶就逐渐起辉,然后调节射频功率,首先调到20W,然后在溅射室下面的功率表来调节,其中C1,C2是两个可调电容,用来调节溅射和反溅射两部分的的功率,反溅射的功率越小越好,溅射的功率应根据实验的需要来确定,两个键
可以相互配合使用。

4、打开直流溅射电源开关,逐渐调节功率;偏压只加在基片上,一般只能加200V,千万注意:不要超过200V。

5、本仪器有两个转盘I、II,I是水冷加热转盘,现在仪器用的是转盘I(上面的线是热电偶线,下面的是加热线),它有六个样品位置,其中有一个加热炉位,能存放一片样品,并对其加热,温度可达500 0C,可控可调,其余五个样品均为水冷,样品不自转,随转盘做周向180 0 回转;优点是一次可以制备六块样品,我们知道溅射室中有五个靶,其中一个是
两套档板系统:基片档板和靶档板,基片档板只有一个孔,在直溅射时,只有基片档板上的孔和靶正对着时,靶档板才打开,开始溅射,溅射的时间可根据实验的需求,用计算机来加以控制,对于直溅射,举例说明。

我们把靶从正对面开始设为A、B、C、D
ta=3; 表示在A靶上停留3秒
For=4; 表示转动的次数
tb=3; 表示在B靶上停留3秒
tc=5; 表示在C靶上停留3秒
td=6; 表示在D靶上停留3秒
next; 指的是下一次的循环
tc=2; 表示在C靶上停留3秒
在For和next之间是循环的步骤
优点:一次可以制备六个样品,在相同条件下,用来制备一系列掺杂样品。

II是共溅射加热转盘,它只有一个样品位置,一次只能放一个样品,样品可以自转,转速可调,可以对基片加热,最高温度可以达到600 0C。

共溅射时,四个靶均对着一个基片,靶的角度可以调节(是否可以同时溅射),若想在一个基片上镀上几层不同的膜,可以用计算机加以控制。

举例如下:
a=3; 表示在A靶上停留3秒
For=4; 表示转动的次数
b=3; 表示在B靶上停留3秒
c=5; 表示在C靶上停留3秒
d=6; 表示在D靶上停留3秒
next; 指的是下一次的循环
c=2; 表示在C靶上停留3秒
在For和next之间是循环的步骤
这样可以在一个基片上镀上几层膜(过程是基片不动,靶上的挡板打开从而溅射,一次只能做一个样品。

五、关闭过程
1、停止溅射后,关闭V2,再关闭V7,关闭流量计,关闭高压阀、关闭低压阀,把插板阀完全打开。

(为何打开?)。

2、关闭真空计
3、按分子泵的STOP 待分子泵的频率下降到200HZ以下,完全关闭插板阀G。

4、分子泵频率下降到00HZ时,按OFF键,关掉分子泵(有声响)。

5、关闭电磁阀DF,关闭机械泵。

6、关闭总控制电源,关闭冷却水
六、使用应注意事项
1、磁控靶、分子泵工作时,一定要通水冷却。

2、磁控溅射室暴露大气前一定要关紧闸板阀,以面损坏分子泵,同时要关紧气路截止阀,以面气路受污染。

3、在室体内溅射完毕之后,样品可随炉冷却,真空室内温度≤60 0C以下时才能暴露大气。

4、升降屏蔽罩时一定要把机械手放在靶挡板的下方位置
5、严禁插板阀一端是大气,一端是真空的条件下打开闸板阀。

6、打开机械泵抽大气时,旁抽阀要缓慢打开。

7、突然停电时,所有电源要复位。

过5-7分钟后,才能重新启动分子泵。

8、给样品加偏压时,要将定位锁拔起,机械手一定要放在靶挡板上方。

9、系统由大气抽到低真空的过程中和镀膜过程中禁止开烘考灯和照明灯。

10、在取出或更换样品和靶材时,要注意真空室的清洁,同时要保证屏蔽罩与靶材之间的距离大于1mm小于3mm。

(为何)
七、维护与保养
1、设备运行一段时间后,若真空度有所下降的现象,应及时间查各发兰密封口是否有胶圈老化及螺丝松动现象,以便及时更换胶圈,拧紧螺丝。

2、若磁控靶不起辉,一定要检查永磁靶表面场强是否下降太多,如果下降太多(一般待靶材测量,表面场强应大于300高斯)需要更换磁钢。

二是要检查靶电源是否有故障;三是要检查起辉溅射真空度与前次的差别。

更换不同靶材,起辉压强不尽相同。

3、遇有前级真空抽不上去时,除了要尽力排除前级管道及电磁阀的泄露之外,要检查机械泵是否油不够或油质变劣,要定期查看油标,及时加注或更换新油。

分子泵也要定期检查(约半年时间查一次)。

4、长时期镀膜,加热丝引线、陶瓷管、照明烘烤灯引线或测温热偶陶瓷管易被镀膜,表面金属化,以至不起绝缘作用,此时应在暴露大气时,卸下陶瓷管,放在H2O2溶剂的烧杯中,用电炉加热,煮40分钟即可。

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