超高真空镀膜.docx

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超高真空镀膜

一、超高真空磁控溅射镀膜系统方案

1﹑基本结构与组成

本系统为单室结构的超高真空多功能磁控溅射镀膜与离子束辅助清洗系统，可用于开发纳米级的单层、多层功能膜及复合膜---各种硬质膜、金属膜、合金膜、介质膜等。

系统主要由溅射室、磁控靶、Kaufman清洗离子枪及电源、可公转可自转可加热样品台、泵抽系统、真空测量系统、气路系统、电控系统、断水报警系统和微机控制镀层系统等组成。

2﹑主要技术性能指标

2.1.真空室结构及尺寸

2.1.1磁控溅射室：

约Ф560×450（mm），为筒形立式全不锈钢结构，外表面喷丸亚光处理。

上盖电动提升，前面与侧面各装一个Φ100和Φ63的封接观察窗,两个CF35四芯引线法兰，二个截止阀，一个旁抽阀，可内烘烤100～150℃。

除大法兰密封口、动密封等采用氟橡胶圈密封外，其余各法兰口均按超高真空系统设计，采用金属密封。

在溅射室侧面开一个清洗用离子枪法兰。

2.1.2除上述各密封法兰口外，在两个室的四周各留有两个CF35的法兰口，并配以相应的盲板。

2.2.真空获得及测量

2.2.1极限真空和工作真空

真空室经12小时烘烤并连续抽气，可达到6.67×10-5Pa；

真空室经过暴露大气后，抽气40分钟可达到5×10-4Pa；

2.2.2检漏漏率：

≤10-8Pa.L/S；且停泵关机12小时后真空度优于5Pa。

2.2.3真空获得：

采用一套（FF200/1200,北京科仪）1200L/S分子泵+Trp-48机械泵通过一CC200超高真空闸板阀进行主抽，通过一CF50角阀旁抽；

2.2.4真空测量：

采用一台ZDF数显复合超高真空计测量（全部采用金属规管）。

2.3.衬底基片

2.3.1样品转盘，在溅射室的上盖上安装一个可公转可自转可加热的样品转盘。

转盘上放置六块样品，样品尺寸为Ф30mm。

其中2块样品安放在加热炉下面，加热炉为电阻丝式，样品加热温度：

室温～500℃，加热控温采用日本产的温度控制器，其余样品自然冷却。

样品均可自转，转速0—30转/分连续可调，各样品均可加负偏压。

2.3.2挡板系统

磁控溅射室装有两种挡板系统，即样品挡板与靶挡板，样品挡板由样品叉控制，手动驱动。

每个靶有一个靶挡板，由计算机控制其开关方式。

2.3.3样品可以通过手动磁力传递机构送到各个不同的各个工位。

（短机械手，易操作）

2.4、Kaufman离子枪

2.4.1辅助沉积枪：

Φ30mm

①引出栅直径：

Φ30mm；

②离子束能量：

0.4~1.5Kev连续可调；

③离子流密度：

1~3mA/cm2；

④最大束流：

~40mA（短时间可加）；

⑤工作真空度：

2×10-2Pa~6×10-2Pa；

⑥工作方式：

辅助沉积离子源在溅射室内，对与其呈30度角的转盘上的样片照射以清洗样品表面和增强沉积，提高成膜质量。

⑦束流电压：

0~1100eV连续可调；加速电压：

0~400eV连续可调；

2.4.2离子枪挡板：

辅助沉积枪配有挡板。

在离子枪的前面安装一挡板,由磁力转轴引入，手动控制。

2.5、磁控靶的结构和工作方式

在溅射室的底盘上安装五个磁控靶，其中有两个倾斜靶（普通永磁靶），三个垂直靶（参与共溅射的垂直靶为强磁靶，其他两个垂直靶中一个为强磁靶另一个为普通永磁靶），两个倾斜靶与夹在其中间的垂直靶可以共溅射。

五个靶均可以做多层膜。

五个靶RF﹑DC兼容。

靶材直径Ф51mm，靶内水冷。

垂直靶与样品之间的距离为40～80mm连续可调，共溅射靶与样品的距离80-130连续可调（做多层膜时垂直靶距离最小可调置40mm，两个倾斜靶最小距离80mm）。

并有调位距离显示。

2.6、计算机控制镀膜系统

溅射镀膜时的样品转动过程均采用计算机控制，（计算机由用户提供），即：

控制转盘公转，靶挡板的开关。

具有：

（1）复位功能

（2）确认靶位功能（3）溅射镀膜时间控制（4）转盘回转控制功能。

2.7.电源

2.7.1、加热控温电源，采用日本产温度控制器进行加热控温，一台；

2.7.2、总控制电源：

控制机械泵、电磁阀、上盖电动升降、烘烤照明、水压报警等；

2.7.3、步进电机控制电源，1套，控制水冷加热转盘转动；靶挡板驱动电机控制电源5套。

2.7.4、计算机及控制软件（计算机由用户提供）

2.7.5、离子枪电源，一套。

2.7.6、直流电源500W，3套，功率连续可调

2.7.7、射频电源500W，2套，功率连续可调

2.7.8、直流偏压电源，-500V一套，电压连续可调

2.8、气路系统：

采用4路MFC质量流量计控制器进气，每一路质量流量计前配有一Dg16手动截止阀,磁控室备有混气室。

流量范围为100SCCM。

其中一路为离子抢专用。

2.9、水流报警系统：

系统配有冷却水循环和制冷系统，用来对分子泵、磁控靶、离子枪等进行冷却，水温不高于20C。

在水路上安装有水流继电器，一旦缺水或水流不足，将进行报警并切断相应电源，以防止损坏设备。

3、附件

3.1、安装台架：

整个设备安放在一个用型钢焊接而成的台架上，台架上铺有一碳钢衬板，上面铺一不锈钢抛光板，台架的四周是碳钢围板。

台架及围板均进行防锈及喷塑处理。

3.2、提升机：

在台架上安装一电动升降机提升上盖法兰。

3.3、气路卡套、压垫、管接头、不锈钢管等；

3.4、无氧铜密封垫圈（相关规格）

3.5、氟橡胶密封圈（各种规格，）；

3.6、螺栓、螺母、螺钉、垫圈等标准件

3.7、各种规格的不锈钢轴承。

4、相关的技术资料

4.1、设备操作、维护使用说明书（1套），使用说明书包括详细的操作规程和注意事项。

4.2、各类外购件使用说明书：

4.3、设备结构原理图及关键部件结构图（1套）

4.4、电控系统原理结构图（包括印刷电路图）（1套）

4.5、装箱单（1套）

4.6、设备出厂合格检验证明（1套）

5、培训

5.1、培训时间：

1周；培训人数：

2～3人

5.2、培训内容及要求：

5.2.1、了解设备的工作原理、组成及各部组件、控制系统的工作原理和使用方法

5.2.2、熟练掌握整套系统的操作规程

5.2.3、能够对设备的一般故障进行诊断和简单维修，进行易损件的更换

5.2.4、对设备能够进行日常的维护和保养。

6、交货期：

供货方收到第一笔予付款后６个月。

7、付款方式

合同正式签定生效后予付合同总额的50%，设备在厂方初步验收合格后支付合同总额的40%，货物发到用户现场做最后验收，质量保证期结束后一周内付清余款。

8、售后服务承诺书：

8.1、保证货物是全新、未使用过的，是采用一流的工艺和优质材料制造而成，并完全符合合同规定的质量、规格和性能及要求。

8.2、安装：

由厂方派技术人员，现场进行安装、调试。

8.3、货物生产过程按ISO9001质量管理体系组织设计、加工、装调检验。

8.4、提供技术使用说明书及外购配件仪器仪表说明书。

8.5、提供货物的质量保证期为一年，自交货验收合格之日起计算。

在保证期内因货物本身的质量问题发生故障，厂方负责免费修理和更换零部件。

期间若因用户操作失误造成的责任事故，厂方维修后只核收工本费。

8.6、如在使用过程中发生设备故障，厂方在收到用户第一个报修电话后，电话支持服务在12小时之内，如须到现场维修，在24---72小时内赶到（交通允许情况下）。

8.7、厂方提供的软件是最先进的，技术含量较高，并免费提供该软件以后的升级换代的服务。

9、包装要求及运输方式：

包装运输符合中华人民共和国有关标准。

包装材料坚固，防震、防蚀、防水，确保设备不受损伤，适应铁路及公路运输要求。

在运输过程中，因包装而引起的货物的腐蚀、剥落、碰撞等所造成的损失由厂商承担。

10．各厂商均应按单项详细报价，所有外购件，均含在报价之内，不可仅报总价。

不接受备选方案。

二、多功能离子注入与离子束溅射系统方案

1﹑基本结构与组成

本系统主要由真空室、真空抽气系统、高能气体离子源、高能金属离子源、溅射气体离子源、清洗气体离子源、溅射靶、样品水冷与加热靶台、真空测量系统、供气系统、供电电源及控制系统等组成。

主要功能如下：

1.1、离子束溅射沉积：

用低能溅射气体离子源实现溅射沉积薄膜

1.2、金属/气体离子注入，混合注入/单注入/反冲注入

1.3、离子束辅助/增强沉积，用中高能气体/金属离子束对溅射沉积薄膜实现离子束增强沉积。

1.4、离子束清洗：

对待处理的工件或样品进行表面清洗。

2﹑主要技术性能指标

2.1、真空室：

全不锈钢结构，室内空间充裕，便于操作和更换零部件，内烘烤100～150℃。

两个Φ100观察窗，两个CF35四芯引线法兰，备用两个CF35的法兰口,并配以相应的盲板。

配照明系统。

钢结构支架，坚固，安全。

除大法兰密封口﹑动密封、离子枪法兰等采用氟橡胶圈密封外，其余各法兰口均按超高真空系统设计，采用金属密封。

2.2、真空抽气系统：

真空室的抽气系统应按照真空室大小及实验要求配备相应分子泵和机械泵（至少采用FF200/1600型分子泵+TRP-90机械泵，通过CC200超高真空闸板阀进行抽气）。

TRP-90机械泵可通过真空阀门的切换对真空室进行真空预抽及作为分子泵的前级泵对真空室进行高真空抽气，抽气管路为不锈钢。

极限真空优于710-5Pa，真空度在空载情况下40min达到910-4Pa，系统漏率≤10-8Pa.L/S；且停泵关机12小时后真空度优于5Pa。

2.3、高能气体离子源（一套）：

采用kaufman源，可产生氮、氢、碳等离子体（除氧及腐蚀性气体外）。

主要由气体源放电室、引出系统、高压陶瓷绝缘体和外屏蔽室组成。

核心部分（放电室和引出系统）全部放置在一个圆形屏蔽室中。

加速电压10kV—60kV连续可调，离子源最大束流8mA，最大束斑120mm。

2.4、高能金属离子源（一套）：

采用MEVVA型离子源，可产生多种金属离子。

离子源加速电压10kV—50kV连续可调，工作频率可调节，最高工作频率50Hz，束流最大8mA，束斑最大120mm。

2.5、低能清洗离子源（一套）：

能量0.5-1.5kV，束流强度10-50mA可调，且离子束与工件平面的夹角小于45o。

2.6、低能溅射离子源（一套）：

能量0.5-3.0kV，束流强度10-100mA可调。

2.7、离子束溅射靶（一个）：

四工位转靶，可换位，每一工位安装一个靶材，靶材平面与溅射离子枪呈45o；靶内水冷，靶材尺寸约为70×70mm。

2.8、供气气路系统：

用四路质量流量计+高真空截止阀+气管，实现对工作室及离子源的单独或同时供气。

2.9、真空测量：

一台微电脑宽量程复合真空计测量真空室系统内的真空度，全部采用金属规管。

2.10、样品台：

四工位不锈钢靶台，每次只有一个工位对准所有的离子源和溅射靶，其它工位被挡板挡着，每一工位能自转，每一工位放置样品的最大尺寸为Ф30mm。

在四个工位中有两个对称放置的加热样品台，样品加热温度：

室温～500℃；另两工位为水冷靶台。

计算机控制样品公转到位及自转过程。

加热控温采用一套日本产温度控制器分别对加热工位的温度进行加热控温，控温精度±1℃。

2.11、电源和控制系统：

采用PLC加计算机控制，所有的测量均在计算机上显示。

计算机配置选用交货时的最新高档配置。

溅射镀膜时的样品转动过程均采用计算机控制，即：

控制水冷加热转盘公转，靶挡板的开关，四工位转靶转动等。

具有：

（1）复位功能

（2）确认靶位功能（3）溅射镀膜时间控制（4）转盘回转控制功能等。

电源系统包括：

高能气体离子源电源，高能金属离子源电源，低能清洗气体离子源电源，低能溅射气体离子源电源，加热电源和装置（抽气系统、样品靶台、转靶及气路等）控制电源。

2.12、保护及报警系统：

各部分的电源输出，均设有熔断器作为过载保护，检修方便。

电源交流设置过流保护。

一旦发生故障，均有报警声。

排除故障后，按下复位钮，可继续工作。

另