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1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。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NA3.参考文件NA4.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
2、、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：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）。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。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
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。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
4、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)。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，
5、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
6、，静置五分钟。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
7、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5.010-1Pa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、，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210-2Pa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
8、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150V5V，调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、O2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
9、.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。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
10、，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
11、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ABORTRESET，开始下一层，按START跟据镀膜生产工艺卡第二
12、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、，冷却10分钟之后。将工件盘旋转电压降低至255V。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（以冷却离子源及电子枪配件，防止氧化及产品表面
13、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
14、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。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
15、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.
16、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。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/12000nm4.2.9清洗挡板、防污板1次/3000nm4.2.10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
17、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
18、酒精倒入管内清洗内壁，才能使用。5电子枪操作规范5.1开启电子枪总电源北仪：依次开启电子枪高压控制柜上的：“风扇”，“电源”两琴键按钮；然后依次开启电子枪控制柜上的：纵扫“电源”琴键按钮；电子枪控制柜上的：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
19、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。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，按下高压控制柜上的“高压关”，及“电源”按钮，关闭电子枪控制和的“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
20、收酒精液清洁，并用布擦洗干净。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
21、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#0.3mm，1#、3#、7#、A#、C#0.4mm中和灯丝，长度以各离子源的两极的距离长
22、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5mm，总匝数为4匝。1次/25小时霍尔源：更换霍尔源阴极灯丝，灯丝直径分别为5#、8#、D#0.5mm，B#0.4mm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。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/修订履历文件核准修订履历版本变更记录制/修订人审核批准制/修订日期ABCD-