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国产镀膜机作业指导书

国产镀膜机作业指导书

1. 目的/范围

规范镀膜操作工艺,确保安全生产。

2. 定义/缩写词

NA

3. 参考文件

NA

4. 职责与权限

本文件适用于高意光学镀膜中心镀膜工种,在所有工程师商讨通过之后有权改动其中内容。文件制定、执行者姜海,镀膜总工艺李全民对此文件有最终解释权。

5. 工具及设备

国产镀膜机及配件、分光光度计。

6. 作业内容

1膜厚控制方式:过正极值法、定值法和晶控法。

2镀膜操作步骤:

2.1镀膜员工基本要求:

每天早晨开机之前了解一天内所要镀的产品,镀每一灶之前都要检查核对派工内容,检查产品或试镀品的生产任务单号、数量、镀膜指标,跟据相应的指标找出《镀膜生产工艺卡》,无相应镀膜生产记录表,操作员有权利拒绝镀膜。

2.2开机:

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2.2.1确认总电源、总气路、总循环水正常工作,开启镀膜机总电源。 (重要环节/语言很难描述的环节)

2.2.2北仪:依次开(维持泵)、机械泵、前级阀、扩散泵,扩散泵温

度到设定温度(须预热60分钟以上才能正常工作)。

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南光:依次开机械泵、预阀、扩散泵(1#镀膜机260℃,7#镀膜

机230℃,8#镀膜机240℃),各阀门开关间隔5秒。

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2.2.3依次开启真空计、晶控仪、膜厚控制仪、气体流量显示仪、光源

(预热80分钟,非正常工作下电流值调至工作状态的一半)、单

色仪控制器、工转电源、计时器和照明。

2.3热机

2.3.1如果超过8小时未开机,除7#镀膜机,其余都需要热机。各机台

大清洗之后,必须热机。

2.3.2 按照此文件依次执行抽低真空、抽高真空、镀膜前准备等各步

骤,开烘烤到100℃恒温10分钟。

2.3.3开启离子源、电子枪,使机器处于镀膜状态,镀Ta2O5膜料

10nm ,镀膜之后关闭电子枪,离子源,此操作为检验镀膜机各设

备是否处于正常工作状态。

2.3.4按此文件执行镀膜后步骤,以上步骤具体内容详见下文。

2.4抽真空前准备:

2.4.1北仪: 按充气阀对真空室充气,充气完毕关充气阀。

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南光:按放气阀对真空室充气(此时系统报警,十秒钟后报警消

失,无报警系统镀膜机省略此步骤),充气完毕关放气阀。

2.4.2打开真空室门,取下产品和陪镀片,清扫真空室内的粉尘(注意做

卫生前一定要用离子源盖盖住离子源头,以免灰尘落入离子源中

造成短路或打火,卫生完成后要记得取走离子源盖并且用吸尘器

吸一遍离子源表面的灰尘)。

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北仪:将用过的光控片取出,放到回收出,将擦好的光控片放在

监控盘中,检查光路是否照射在光控片正中心,如果没有及时调

整。

南光:将用过的光控片取出(六个光控片为一个单元,当六位都

用完之后更换整盘光控片),放到回收出,将擦好的光控片放在

监控盘中,检查光路是否照射在光控片正中心,如果没有及时调

整更换光控片。

晶控片检查:按住两侧卡簧小心取出晶控片装载盒(当晶控仪显

示晶控片寿命小于94%时,更换晶控片),倒出晶控片,放在回

收盒内,取新的晶控片放入装载盒中,按住两侧卡簧小心把装载

盒放回晶控探头中,依次按abort 、reset 、start(必须在手动控制

状态)键后晶控寿命显示为99或98,并且无报警,说明更换成

功,然后退出控制状态。添加膜料具体步骤详见《镀膜膜料作业

指导书》。检查光路,并吸除光路中的灰尘(如果有垢吸除不

了,应用光学擦拭用的绸布沾酒精对表面进行清洁,如果仍然清

洁不了,影响通光,通知设备人员进行更换或取出抛亮)。检查

单色仪(入射光狭缝宽度0.72mm ,出射光狭缝宽度0.12mm )、

电子枪挡板、电子枪偏转(X 、Y )、离子源接线,如有异常应及

时修复(所列检查项目详见《镀膜自检表》)。

2.4.3关闭真空室门,空抽一分钟后充气,静置五分钟。

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2.4.4打开真空室门,将工件盘装入真空室,同时根据需要装上已经擦

拭的陪镀片,陪镀片材料和数量按照各机台相应《镀膜生产工艺

卡》中规定放置。参照《镀膜操作自检表》的装件的核对各项工

作是否已经完成,经相关人员确认自检无误后关闭真空室门。2.5抽真空:

2.5.1北仪:开机械泵,开预抽阀,(未使用维持泵的应先关前级,再开

预抽),当真空抽至P=100Pa时,开光栏阀(无光栏阀的省去这

一步)。

南光:关闭预阀,开低阀,当真空室内真空度(真空计左端读

数)抽至6Pa时,关闭低阀。

2.5.2北仪:室真度抽至30Pa时,开罗茨泵,抽至3Pa时(无罗茨泵抽

到7Pa),关闭预抽和光栏阀,开前级阀、高阀。高阀开后热镀工

艺要开启烘烤并设定温度及预设电流。

南光:开预阀,当扩散泵冷阱真空度(真空计右端读数)抽至小

于5.0×10-1Pa时,开高阀(此时要求真空室内真空度小于

8Pa)。注意:如果开预阀后马上开高阀,扩散泵冷阱真空度则

低于真空室内真空度,这样会导致扩散泵油进入真空室(“返

油”),严重影响镀膜质量,所以一定要按以上要求操作。开截

止阀Ⅰ、Ⅱ,如果需要热镀,则开烘烤计时、烘烤电压,将烘烤

电压或电流缓慢调至预定值,同时开工转电压,并调至50V,烘

烤相关设定按《镀膜生产工艺卡》规定设置。

2.5.3北仪:当镀膜室真空抽至2×10-2Pa时,关闭罗茨泵(无罗茨泵的

省去这一步),当镀膜室真空抽至本底真空时,并且有烘烤要达到

恒温时间,两条件同时具备时,然后提高工件旋转至镀膜时要求

转速,准备镀膜。

南光:待真空抽至本底真空时准备开始镀膜。

2.6镀膜前准备:

2.6.1北仪:开启光控膜厚仪电源,光源电源,以及光电倍增管高压电

源开关,将光信号调到预定值(见相应《镀膜生产工艺卡》),

打开电子枪电源,对电子枪进行预热。

南光:开扫描电源、枪灯丝电源,通过调节预置将灯丝电流调到

0.4A,3分钟之后开高压,提高工件盘旋转电压至150V±5V,调

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节膜厚控制仪灵敏度到预定值,调节监控波长到预定值,并做光

源、电源、电压、电流检查。

2.6.2开流量计Ar 、O 2开关,缓慢增加各气体流量到预定值(无流量计

则按《镀膜生产工艺卡》中规定的真空度来调节充气量)。

2.6.3按5.1进行电子枪的开启,详细的参数设定见各《镀膜生产工艺

卡》。

2.6.4将坩埚旋转到预定位置后,缓慢增加束流,调整电子枪横纵座标

旋钮,直至坩埚内膜料全部熔化。

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2.6.5以上所调参数按《镀膜生产工艺卡》设置。

2.7镀膜:

2.7.1将膜厚控制仪数值调到固定值,打开挡板,通过铅玻璃观察光斑

位置,以免光斑打到坩埚边缘引起短路,切忌用眼睛直接观看电

子枪束流和离子源灯丝。时刻观察束流、蒸发速率、膜厚仪参数

及离子源参数,如有波动,及时调整,所有参数应认真、准确填

写在《镀膜生产记录表》中。

2.7.2光控:膜厚控制仪达到预定数值(或极值)时,及时关闭挡板,

降低束流直至为零,记录相关数据后,按第一层镀膜步骤镀第二

层,直至镀完所有膜层。

晶控:程序编写由工程师完成,跟据《镀膜生产工艺卡》各层设

定好程序,将厚度信息写入PROCESS 及TOOLING 和RATE 信

息写入MATERIAL ,并由PROCESS 调用相应的MATERIAL

(如果已经存在,可以直接调用,如果不存在,需要实验确定有

关参数),《镀膜生产工艺卡》中必须有调用程序名称。中途出

现异常按abort ,不要按reset ,故障恢复后按两次start 可继续镀

膜。操作员镀前跟据《镀膜生产工艺卡》核对晶控设定是否符合

工艺参数,如有疑问中止进行并及时反馈给工程师。打开挡板

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后,通过铅玻璃观察光斑位置,以免光斑打到坩埚边缘引起短

路,切忌用眼睛直接观看电子枪束流和离子源灯丝。

全自动步骤:将手动开关转为自动。按晶控START→跟据《镀

膜生产工艺卡》按↑或↓选择相应过程→再按START,开始镀

膜,直到程序自动结束。

半自动:按START→跟据《镀膜生产工艺卡》按↑或↓选择相应

过程(晶控厚度设定均很厚)→再按START→,跟据光控或晶

控,第一层达到厚度按下触发按钮,晶控自动进入下一层→,

跟据光控或晶控,第二层达到厚度按下触发按钮,晶控自动进入

下一层……如此直到最后一层镀完。

手动:设定程序均为单层,晶控厚度设定均很厚,按START→

跟据《镀膜生产工艺卡》第一层材料按↑或↓选择程序(第一层),

→厚度达到工艺规定值时手动关挡板,→关闭电子枪挡板,降

低束流到0,并按ABORT→RESET,开始下一层,按

START→跟据《镀膜生产工艺卡》第二层材料按↑或↓选择程序

(第二层),→厚度达到工艺规定值时手动关挡板……如此直到最

后一层镀完。

2.8镀膜后工作:

2.8.1按5.6进行电子枪的关闭操作。

2.8.2按6.6进行离子源的关闭操作。

2.8.3北仪:冷却10分钟之后,依次关真空计、高阀、前级阀、机械

泵,(如果没有使用维持泵的要关闭高阀但是不关闭前级阀或预

阀和机械泵以保证前级真空)将工件旋转速度降至慢速旋转。

南光:关流量计Ar、O2开关,截止阀Ⅰ、Ⅱ,冷却10分钟之

后。将工件盘旋转电压降低至25±5V。

2.8.4北仪:热镀要等待冷却温度低于《镀膜生产工艺卡》设定温度后

充气,冷镀要冷却10分钟后关高阀,1分钟后充气(以冷却离子

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源及电子枪配件,防止氧化及产品表面的尘埃被固化形成点

子),开真空室门。

南光:如果热镀,降烘烤电压至零,并关闭烘烤电压和烘烤计

时,并确认实际温度低于《镀膜生产工艺卡》设定温度。冷却20

分钟后关闭高阀,1分钟后开放气阀。

充气时间为9-11分钟,超过11分钟要检查充气口是否堵塞,过

滤布是否很脏,及时清理。没到9分钟要检查充气口过滤布是否

太薄而导致过滤效果不明显,增加过滤布层数直至满足充气时间

为止。

预计真空室暴露半个小时以上时,要关门空抽。

2.8.5测量陪镀片,附上填好的《镀膜指标测量交接表》和《生产派工

表》,将镀好的产品取出,测完光学指标后,交由相关人员下盘

装好送检。所有陪镀片(光控片)要保留一个月,以备查找。

2.8.6 重复以上的步骤,开始下一炉的作业。

2.9关机:

北仪:在整机停止工作前,扩散泵必须冷却80分钟以上,才能关闭总电源,水源,气源。

南光:依次关闭真空计、晶控仪、膜厚控制仪、气体流量显示仪、光

源、单色仪控制器、工转电源、计时器和照明。待扩散泵温度冷却到

130℃时(80分钟以上),关闭镀膜机电柜内总电源。关闭冷却水阀

门、空压机电源、冷阱电源。

3注意事项:

3.1白光纤必需用高温胶固定在工件盘上,避免工件盘转动时夹具翘起,夹

具边缘也要用高温胶封住,防止膜料镀到光纤线上。

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3.2镀膜机只要有水气电的开启就必须有人到机台后方巡逻,如在巡逻过程

中发现异常,要及时通知领班和机修。

4清洁规范:

4.1日常清洁:

4.1.1机台前半部机器表面,用布擦拭灰尘。 1次/每天早晨

4.1.2机台后半部机器表面,用布擦拭灰尘。 1次/周

4.1.3空压机放水、清洁 1次/每天早晨4.2定期清洁:

4.2.1更换电子枪灯丝 1次/80小时(北仪);1次/25小时(南光)

4.2.2更换霍尔源阴极灯丝 1次/10小时

4.2.3更换考夫曼源灯丝 1次/25小时(阴极灯丝、中和灯丝)

4.2.4清洗霍尔源阳极、栅网,用砂纸(600#)打磨后再用酒精擦拭并用

电吹风吹干 1次/年

4.2.5吸尘器清洗、检查 1次/周

4.2.6清洗百叶窗和高阀盖 1次/2月

4.2.7热偶温度计清洁 1次/半年

4.2.7.1在做卫生前先对温度进行测量(另用热偶温度计测量,测量

完先不要取下,备步骤C用)。

4.2.7.2要求用金相砂纸W-10-04#轻砂热偶温度计探头部分和导线部

分,在此清洁过程中边清洁边用吸尘器吸去产生的灰尘,擦

干净后用绸布和酒精擦去粉尘。

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4.2.7.3在做卫生后对温度进行在较准测量(用“1”相同条件下测量

包括设定温度,两热偶计放置位置,都尽可能不变),并对比

清洁前后温度变化,并确定膜系附表是否要做相应温度设定

调节。

4.2.8清洗衬板、底板、工件盘、夹具、离子源挡板,用喷沙机喷洗后再用

酒精擦拭并用氧气吹干。 1次/12000nm

4.2.9清洗挡板、防污板 1次/3000nm

4.2.10清洗枪体,用砂纸打磨再用酒精擦拭并用氧气吹干。 1次/20小时

4.2.11更换铝箔,用铝箔将真空室固定零件包好。 1次/10小时

4.2.12衬板拆卸、安装1小时;衬板、底板、工件盘喷砂1.5小时;衬板

热烘(100度)1.5小时。

注:以上更换、检查各设备的时间为镀膜累计时间,厚度为镀膜累计厚度。

4.3真空室、超净室维护作业的一些规定:

4.3.1每次更换真空室里的器件都必须先用酒精清洗干净拆卸工具,然后才

能开始拆卸真空室里器件。

4.3.2拆卸下来的器件要放置在干净的地方,避免受到污染,重新装回时也

必须用酒精清洗干净然后才能装上。

4.3.3物品进入超净室之前要先拿到机台后用酒精清洗,洁净室内维护作业

时,未经酒精(汽油)清洗去油的物品,不允许放置桌椅上。在洁

净室中使用的管子,不但要用酒精清洗外壁,而且要用酒精倒入管

内清洗内壁,才能使用。

5电子枪操作规范

5.1开启电子枪总电源

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北仪:依次开启电子枪高压控制Ⅰ柜上的:“风扇”,“电源”两琴键按钮;然后依次开启电子枪控制Ⅰ柜上的:纵扫“电源” 琴键按钮;电子枪控制Ⅱ柜上的:横扫“电源”琴键按钮,以及坩埚“电源”琴键按钮。此时若电子枪控制Ⅰ上的“异常”灯亮,调节纵扫电流到0.5-1A 之间,横扫0左右摆动,并观察是否会恢复正常,如果仍然异常灯亮,请通知维修人员检修。

南光:通过调节预置将灯丝电流调到0.4A 。

5.2等待高压3分钟延时到后,开启“高压开”按钮,此时打开高压,正常应

为6-6.5KV 之间。

5.3缓慢调节束流电位器,升起灯丝电流,当束流约有5-10mA 时,可以从观

察窗中观察坩埚中光斑位置,如果偏离,或在坩埚外,调节“横向位置”及“偏转调节”,使光斑位于坩埚中心。

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5.4缓慢升高到熔料束流,(Ta2O5约110mA ,SiO2约35-40mA ),预熔

2-3分钟后,将束流开启到正常熔料束流(见《镀膜生产工艺卡》)。

5.5关闭步骤:

关闭挡板,调节束流电位器,下降灯丝束流到0,按下高压控制Ⅰ柜上的“高压关”,及“电源”按钮,关闭电子枪控制Ⅰ和Ⅱ的“电源”按钮,若要关机,关闭总电源。

5.6清洁维护:

5.6.1拆卸枪头,依次取下灯丝引线两接头镙母,枪头固定用两镙母。

5.6.2将枪头取下,并由外向内依次拆开,将枪头被污染处以及枪灯丝接

头处一一用砂纸打磨,打磨见金属光泽后,用回收酒精液清洁,

并用布擦洗干净。

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5.6.3按从内到外的顺序依次装好枪头,装好后要用万用表检查各部位是

否会短路。如果一切正常,则可以装入枪座,并接好灯丝引线。

5.6.4新灯丝预处理:真空抽到1.0E-2Pa,不开高压,开启电子枪灯丝电

流调至0.2A,五分钟之后升0.1A,依次类推直至灯丝电流达到最

大值(1A左右),等到电流变小后稳定30分钟,之后关闭灯丝

电流,冷却15分钟。

6离子源操作规范

6.1离子源的使用

考夫曼源:依次开启离子源各开关,缓慢调节中和旋钮使中和电流达到预定值,同时缓慢调节阴极和屏极旋钮使屏极电压达到预定值。继续缓慢调节阴极旋钮使束流达到预定值。在此过程中,屏极电压会下降,继续协调阴极和屏极旋钮直至全部达到预定值。此时中和电流会下降,继续调节中和旋钮使偏置电流达到预定值(加速和阳极已经设置好,未经工艺人员允许不得擅自调节)。

霍尔源:打开离子源电源阳级开关和阴极开关,调节阳级旋钮使阳极电压到设定值,再缓慢调节阴极旋钮使阳极电流达到设定值。

6.2清洁保养

6.2.1检查灯丝有无断裂,严重变形,检查有无异物掉入离子源,栅网孔有

无堵塞现象。 1次/每炉前

6. 2.2检查接线柱有无明显松动,接触不良现象或短路现象。 1次/每炉前

6.2.3考夫曼源:更换离子源阴极和中和灯丝,离子源灯丝直径分别为

2#、4#φ0.3m m,1#、3#、7#、A#、C#φ0.4mm中和灯丝,长度以

各离子源的两极的距离长度为准,中和灯丝安装时要拉直,阴极灯丝

总有效拉直长度约11cm,罗线管的截面直径为φ5mm,总匝数为4

匝。 1次/25小时

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霍尔源:更换霍尔源阴极灯丝 ,灯丝直径分别为5#、8#、D#

φ0.5mm ,B#φ0.4mm 钨丝 1次/10小时

6.2.4清洗考夫曼源阳极、栅网,用金相砂纸W-10-04#、思高布打磨,直

到表面光亮无污垢,再用酒精擦拭并用电吹风吹干。

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1次/年

6.2.5每次做完清洁保养后要进行试用,验证牢固性光洁度以及均匀性无异

常方可正常使用。

6.3安装

6.3.1佩戴防尘手套安装和处理离子源配件时(即装入真空室前)确保清

洁,要用酒精清洁并用氮(氧)气吹干。

6.3.2更换离子源灯丝时,必须把离子源的位置标记好(不能用油性笔),

包括离子源的倾角位置和放置位置,避免装回去时位置不一样。

7. 相关记录

《镀膜操作自检表》

《镀膜指标测量交接表》

《镀膜生产工艺卡》

《镀膜试验工艺卡》

8. 文件核准/修订履历

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