高真空镀膜机.pdf

高真空膜械FM:黄天昱912102周筱暄912106912160目的：真空膜的技彳而在现今高科技崖渠中被11:1 用，故本招作曾军的介貂，使同了解其基本的概 念以及延伸的相层封鹰用和技循亍。原理:_Q0本次基本架横 真空蒸技雨本抽高真空 系统的倭器本次的真空蒸和化擘是不同的，它是槿以物理方式取得表面膜眉的方法，其辞系田叙述如下:物理蒸沈稹法(PVD):其全名篇(Physical Vapor Deposition)此法曾耦【物理蒸法】，成膜谩程分焉三偃I步骤 步骤1.符蒸材料由固ft燮成氟熊所用方法：熟蒸凌蒸法（Thermal Evaporation Deposition）首先升高蒸材料的温度力使熔解彼汽化（或直接由固ft昇莘禹氧ft）今氟憩之原子或分子同日寺具有加温接之勤能 分向基板沈稹成篇固ft薄膜注：本次的加热方式篇熟甯阻加熟法：,;原理是常重流通谩一重阻日寺曾筐生熟能，且逗用高熔黠材料常重 阻片（譬如金胤即蒸凌源，符欲之蒸壬度材料（如金品）置於其上，然彳爰加正;a重屋於雷阻片之刖端通以高屋重流。步骤2.蒸材料的氧憨原子或分子或母隹子穿谩真空抵逵基 板表面焉何氟憩的薄膜材料必须在真空中来抵基板表面？原因之一 雉持薄膜材料的度，不舆其它物相碰结合或化擘 燮化而改燮薄膜系屯度。原因之二保持薄膜氧憩原子或分子的勤能，使有力地来向基板 增加薄膜舆基板的结合力。原因之三薄膜之原子或分子眉眉堆稹在基板上,成膜遇程中就 黑乎不曾参亲隹到其它氟ft,其膜密度高，硬度大,弋折射率稳定。步骤3.蒸材料沈稹在基板上渐渐形成薄膜(1)檄械落浦(Mechanical Pumps)第一彳固由械械落浦所崖生的真空,是揩容器内的定量氯 ft抽出，排放到大氧中,如唧筒落浦(Piston Pump)和 手勤的Topler浦。近代的檄械落浦是以偏心迪醇醇子(Rotor)代替扇集(Vanes)，以多日皆落浦连到高抽氧速率以及加装(Gas ballast)以凝结或溶解水氧。迤氟是揩大氟放入落浦中的一彳固装置,迤氟的有辗 和排氧口附近的屋力有相性。1.谨氯口2.旋醇柱塞3.滑管4岫承5,出氯口6懵子7.冷谷U水谨口8.冷谷U水出口旋斡柱塞落浦上61焉迤工作原理(2)Jg散前甫(D用usion Pump)上圈散落浦的外貌也在1915年623(彝明了蒸 氯Jg散落浦，促使真空技 彳而迤入了另一E皆段。fl在1936年科家樊明了 一槿自行分解(Self-fractionating)式Jg散 鬻甫。谨氧口（低屋）第二屋陶陷段c冷水管分IB式加熟器富熟蒸冢购 回到加熟器第一屋能陷段（第三屋H陷段Q前级常浦出氧口第四屡16隋段需浦油散落浦的僵缺黑占:幅射遮蔽冷郤水 璟道,冷。昌IS端喷嘴级第二嗔嘴级收 32喷射嗔嘴级第三喷嘴级 前级速接侵黑占8 Sf任何氟ft抽氧量都很大卫相封便宜（封高真空而言）瓢械械1勤系且件加热器霜子缺黑占典油氟回流迎保餐典操作较禊生隹*需冷卸上圈散落浦的剖面n也因焉油散落浦具有【高抽氧速率】和能逵到色交低屋力】,所以本所用的散落浦即M油散落浦真空逵到的谩程1.密封(Leak tight):O-ring瓢氧金同琪2.测漏(Leak detect):肥皂水 磬音 酒精 丙酮 氮氯测漏倭3.烘烤(bake):藉由封腔醴加温,以逵到排除亲隹 之目的。4.WS(degas):加热燎系系,使其释出吸附之氯、，雉持工作琪境之清澈。装置倭器介貂：械械前甫(Mechanical Pump)一部ii散葡甫(D/usion Pump)一部空氟屋缩械 一台真空感测器 一部空腔及蒸系统 一部一蒸材料：和片 少If微焉 一台冏题舆常寸:冏题一:II估在多低的真空度下方可得到良好的蒸度薄膜?就 明其原因典理由？答：10-5 torr以下方可得到良好的蒸薄膜，原因篇 1.不易典其他氧化合2保持薄膜氟憨原子或分子的勤能 W 3.成膜谩程中就黑乎不曾参亲隹到其它氟ft 4.有较好的平均自由彳系冏题二：就列聚明沏I量蒸度薄膜的方法？答：使用欧彳桀霜子能得普倭(i)富原子的内眉霜子受到外来能量源的激凌而脱雕京 子日寺,原子的外眉重子揩很快的遭降至内眉重子的空穴加 释出能量。所被释出的能量可能以x光的形式释出,或 者此释出的能量醇而激凌另一外眉霜子使其脱富隹原子,前 者乃焉元素的特性x-光，常兄的能量散彳布分析倭、波晨 散彳布分析倭就是分析造槿特性x-光以定成份,彼者反 鹰中被激亵而脱富隹原子束唐隹式片表面的另一重子即焉 欧彳桀霜子,此霜子同檬具有代表原子特性的能量,因此 分析欧彳桀霜子亦可得材料成份的。冏题三：中在硅金良日寺,我凭法和一般在束西 日寺不大一檬,道是什麽法？要怎麽全真?道檬金真封真空腔 醴有什麽好虑?答：1.道是封角法。2.金窗将不要一次到底，而是每次每颗系勺金算15度左一H一 11金算完数翰即可。3.避免玻璃在高真空状憨中因屋力的不平衡而破裂，所以不但要得聚,la得均匀更是重要。冏题四常用的真空落浦大致上有那黑槿?其遹用的抽氧靶摩|科可？答：大概可1M分篇械械落浦g)ig散K浦螺浦(4)吸附落浦10410-4毫巴10-310-6毫巴10-310-9毫巴103104毫巴冏题五：良好的蒸材料须具倩那些特性?答：一般而言必须具有 1.娶牢的附著力2.均匀的厚度3,足多句的抗化擘侵做性。冏题六:蒸材料要有良好的附著力，必须具有那些基本特性?答：1.介面原子之须有强的化阜维结，最好是有化合物的形成或化吸附，物理吸附是不多句的。2.没有容易燮形的表结情，如断眉结情。%、没有晨期的冏题。4.蒸生度材料本身不能存有亲隹或不良结情。冏题七：另封於真空除了本的高真空逮有黑槿真空？其靶 HLS 何？答：屋力罩位(torr)粗略真空 Coarse vacuum今 760-100中度真空 Intermediate vacuum)100-1中度高真空 Medium-high vacuum 今 1-10-3 高真空 High vacuum 6 10 3-10-7超高真空 Ultra-high vacuum 今 10 7祷充J1用:光擘薄膜的介貂在现今光重科技领域中，光薄膜技彳而巳成篇控制 光束光的有力工具。其主要功能在改燮及控制光束於光重系统中的光 特性、光阜薄膜的鹰用在日常生活中彳占的比重很大常见的柬西例如：f照相械、眼、撮金录影械、雷:月舒姜目小光雷殳借（如傅真械、雷射印表械、雷射唱坐、影碟械等）小液晶1M示器中所需之醇霜透明薄膜小美HI哈伯太空望等皆是薄膜光阜比较重大的鹰用。由此可知光阜薄膜的鹰用是十分1泛的，光阜薄膜的市埸也是具有辗鳄的潜力，优精密的光擘倭器到日常的光阜薄膜鹰用,其技彳而眉次舆僵值成正比例，因此光擘薄膜的市埸仍是明日之星。其他常兄的型真空落浦介貂乾式真空落浦特黑占:上随I祭圈例L真空度可逵10-3 Torr2.辗油氯污染3.一年内辗需更换油4.固耐用且雉修保叠费用低廉5.高可靠度的落浦6.氯控制，可封）1不同裂 程需求上圈I祭圈I例蹄子式真空浦特黑占:1.可在10-2 Torr下普勤2.辗油氯污染3.遹用超高真空琪境，垩固 耐用4.雉修保善费用低廉乾式和蹄子式真空落浦的鹰用：醴食品、瞽蕖冷沫乾燥修晶圜磊晶装置累同步加速器廛各式超高真空系统超分子束磊晶M、氟ft分析典半蹲ft裂程涸（翰分子落浦特黑占:上匮I舄祭圈例1.603000L/sec排氧量均 可提供2.全系列陶瓷轴承笺固耐用3.任意方向安装均可使用4.高屋窟殳th可快速连 到超高真空5.水冷，氟冷雨用型6.较差的前级屋力下，亦可 逵到高真空的效能涸I翰分子落浦用：氯分析丛映像管生崖以半醇醴裂程用裂程以擘彳而研究 膜裂程令人想不到的意外收穆*真空艘膜技循亍推出文物有望增毒1 3离年*南京博物院典新加坡合作成立了派拉输文物保室，室特 殊虑理彳爰，文物可增毒离年以上。1造槿文物保技饰百用做“真空膜技循亍”。美IS 6。年代事F5使用在航空航太常殳彳蒲上。遹用於任何地的文物，尤其地特别脆弱的文物，效果最好。若“膜”的厚度控制得好，瓢言斜他手感逮是外SI上都看不出有任何 痕於1 派拉输文物保密矍室的研究结果t登明：1g项技俳亍可使文物的“毒命”最晨延晨到13离年以上。摘自2003年北京娱架信辍