膜厚控制仪-图文

1INFICON公司的膜厚控制仪系列：Update:18/11/20051膜厚控制仪培训IC/5XTC/2，XTC/CXTC/3XTMCYGNUS2如何使用本培训资料一本培训资料仅用于内部工程师培训，也可用于Agent培训可选择性用于客户，销售人员培训3如何使用本培训资料二本培训包括：膜厚仪原理（突出Modelock)IC/5膜控仪*IC/5性能指标*IC/5编程*IC/5维修附件（探头，法兰，晶片）*如何正确选择*如何正确使用*维护与维修4振荡器真空室最远72英寸探头电源膜厚控制仪挡板控制最长100英尺6英寸0-10VDC控制电压组件控制仪振荡包(XIU)连接法兰探头晶片（压缩空气控制阀）膜厚控制仪组成5Inficon膜厚控制仪产品历史6膜厚控制仪是利用石英晶体的压电效应，通过测量石英晶体的震荡频率的变化转换出膜的厚度电场加到石英晶体上可使晶体产生振荡最低的振荡频率叫做基准频率本公司的晶片的基准频率是6MHz膜厚测量原理7简单的镀膜机VACUUMCHAMBERPOWERSUPPLYDEPOSITIONCONTROLLERSHUTTERCONTROLCONTROLVOLTAGESensorwithCrystalFeed-throughOscillator(XIU)&Cables8测量原理石英晶体的频率飘移与附加上的质量的关系：附加上的质量增加，振荡频率降低质量=密度X面积X厚度9膜的厚度(LuandLewis):Tf=(Nqdq/pdffcZ)arctan(Ztan[p(fq-fc)/fq])(accuratefor2MHzfrequencyshift)Z–比率:Z=(dqmq/dfmf)½Tf=膜厚Nq=166,100HzcmforATcutquartzdq=石英密度df=膜的密度fc=镀膜后的频率.fq=未镀膜前的频率mq=石英的切变模量mf=膜的切变模量测量原理10有源振荡器在振荡器电路中晶片是有源元件晶片振荡需要吸收能量,随着镀上的质量的增加，振荡所需的能量也要增加，最终电路提供的最大能量也不能使晶片震荡，就会出现晶片失效的报警。但晶片振荡频率会跳跃到某频率，在该频率下其振荡所需的能量降低（即晶片在基准频率以外的频率处振荡）*不同的振荡频率质量与频率的关系是不同的*所以“频率跳跃”会导致镀膜速率与厚度的偏差。传统测量技术11ModelockTM专利技术晶片在电路中是无源元件数字合成频率施加给晶片测量晶片（电路）对施加的该能量的反应*如果反应是电感性的，说明施加的频率比晶片的基准频率高*如果反应是电容性的，说明施加的频率比晶片的基准频率低*如果反应是纯电阻性的，说明施加的频率与晶片的基准频率一致INFICON专利测量技术ModelockTM12我们连续调整施加的频率，使其跟踪晶片的基准频率，该频率由于晶片质量增加而降低。这使我们可以连续锁定在基准频率，排除了“频率跳跃及其造成的误差。我们设计的测量演算系统可以检测到非常低的能量水平，因此延长了晶片使用寿命，提高了灵敏度我们也可测量两种不同的测量频率，基准频率和某非谐振频率这样就可实现自动测量Z比率=AUTOZ专利技术ModelockTM13消除频率跳跃对高阻尼的晶片延长了寿命(200%)0.005Hz测量精度测量速率10Hz可自动检测声阻抗率:-“AutoZ”ModelockTM优点14频率跳跃---测量误差15晶片寿命----耗材成本16Z比率---测量误差17AUTOZ的优点18基本控制功能--控制源的功率--控制坩埚转位--控制挡板开关扩展控制功能--提供继电器控制信号--可控：真空计，真空泵，计时器，……膜厚控制仪的控制功能19电源功率时间镀膜前镀膜中镀膜后膜控仪的工作流程预熔2预熔1功率提升2功率提升1镀膜速率提升1镀膜功率降低1功率降低2功率保持20性能卓越的IC/5膜厚控制仪21使用ModelockTM技术晶振片频率可使用范围比传统技术提高50%--达到1.5MHz（6.0-----4.5MHz）高的测量分辨率：0.006埃/秒/每次测量（D=1.0,Z=1.0,F=6Mhz)•典型膜厚精度：0.5%•可实现自动Z参数及自动调整功能--用于复合材料/混合材料等材料参数不确认时--大大提高测量精度auto-z.bmpIC/5性能参数及突出特点——高精度22可同时控制两个蒸发源或电子枪实现共镀膜--利用仪器自动交互式校准，实现精确控制两种材料的比例可同时连接6个源，可控坩埚位64位--控制电压0至+/-10V或+/-5V或+/-2.5V可同时连接测量8个探头，同时显示各探头工作信息可单独设定六探头各个工作位置针对不同材料IC/5性能参数及突出特点——特殊功能23TTL/CMOS输入：标准14个，可选至28个继电器输出：标准8个，可选至24个，可编程（30V,2.5A)可选的DAC记录仪输出,可选的14位TTL输出功能强大的逻辑编程语句控制--可执行100条IF/THEN逻辑语句--各系统可通过逻辑编程语句自动控制--可控制镀膜过程--可控制外部输出状态--可控制计时器或计数器--可控制显示信息IC/5性能参数及突出特点-强大的I/O功能24一次可执行50工艺过程一次可完成250膜层仪器自带材料库（255种）可供选择--可同时对24种材料进行编辑IC/5性能参数及突出特点-复杂的工艺控制25屏幕可打印数据可自动存储至计算机，记录仪，软驱等可利用计算机编程，利用软盘转存至仪器IC/5性能参数及突出特点-可选择的存储26IC/5的编程27前面板28后面板RS232IIIIEEECH2CH1CH4CH3CH6CH5CH8CH7RELAYOUTPUTSENSOR8/14/08/14/08/0/14PRINTERCH1CH2CH3CH4CH5CH6+24VDCRELAYINPUTRELAYINPUT29工作显示屏30电源功率时间镀膜前镀膜中镀膜后源与探头挡板打开源与探头挡板关闭源与探头挡板关闭镀膜过程源挡板关闭，探头挡板打开预熔2预熔1功率提升2功率提升1镀膜速率提升1镀膜功率降低1功率降低2功率保持311.READY（待机）2.SOURCESWITCH（源转换）3.RISETIME1（上升时间1）4.SOAKTIME1（预熔时间1）5.RISETIME2（上升时间2）6.SOAKTIME2（预熔时间2）7.SOAKHOLD1-2（预熔维持1-2）8.SHUTTERDELAY（挡板延迟）9.CONTROLDELAY（控制延迟）10.DEPOSIT（镀膜）11.RateRampTime1（速率斜台时间1）镀膜过程状态及术语3212.RateRampTime2（速率斜台时间2）13.RWSAMPLE（速率监测采样）14.RWHOLD（速率监测维持）15.MANUAL（手动控制）16.TIME-POWER（时间-功率控制）17.FEEDRAMP（供给斜台）18.FEED（供给）19.IDLERAMP（空闲斜台）20.IDLEPOWER（空闲功率）21.STOP（停止）镀膜过程状态及术语33编程34源/探头编程35进入探头编程36探头编程37进入源的编程38源的编程39坩埚选择最多可编码64位坩埚位继电器动作是由二进制编码触发即:四位的源需用2个继电器,八位的源需用2个继电器仅需选择第一个继电器（继电器n）,作为最低位，仪器会自动定义其他的继电器.坩埚继电器n+2继电器n+1继电器n二进制1开开开0002开开关0013开关开0104开关关0115关开开10040进入材料编程41材料编程42选择材料43定义材料44材料编程45材料编程46PROCESSGAIN:工艺增益定义给定速率变化情况下所需的功率变化率.该值越大，所需的功率变化越小.计算方法：速率的变化值除以功率的变化值（dRate/dPower)范围：0.01到100.SYSTEMDEADTIME系统延迟时间(仅对PI及PID):功率变化与其导致的速率开始变化的时间差.范围：0.01到to50秒.PRIMARYTIMECONSTANT主时间参数(仅对PI及PID):速率开始变化与到达设定变化幅度的63%所需的时间范围：0.01到200秒控制回路参数47速率20100功率埃/秒百分比20190速率变化=10功率变化=1CONTROLGAIN=速率变化值/功率变化值=10/1=10PROCESSGAIN工艺增益48时间提高功率速率上升系统延迟时间速率功率SYSTEMDEADTIME系统延迟时间49速率开始上升63%点主时间常数时间速率功率PRIMARYTIMECONSTANT主时间常数50Mastertooling及Sensortooling系统及探头系数系数直接显示了显示厚度与实际厚度的比例关系.例如.:基片上的实际测量厚度比IC/5显示的厚度多10%，则提高该系数10%。系数范围：10%到400%.（密度与显示的速率及厚度成反比）511.安装测试基片到系统的基片架上.2.执行镀膜，测量实际厚度.3.利用下面的关系式计算系数:Tooling(%)=TFI*(TM/Tx)其中TFI=初始系数TM=基片上的实际厚度Tx=仪器显示的厚度读数.获得系数值52可用来监测速率的不稳定性Q参数速率偏移界限92.5%85.0%77.5%610.0%512.5%415.0%320.0%225.0%130.0%0Disabled偏移〉界限值时计数器加1，偏移界限值时计数器减1;如果计数器=100，则显示晶片失效晶片质量参数Q53用来监测晶片的振荡频率的正向跳跃S参数累计界限(HZ)9258100(最大单次飘移50)71006200(最大单次飘移100)5200440035002100015000(最大单次飘移1250)0Disabled频率的正向变化被累计，若达到界限或单次飘移达到最大值，显示晶片失效。晶片稳定性参数Ｓ54进入工艺过程编程55工艺编程56工艺编程57第一种膜料为主膜料，第二种膜料为次料若主膜料先到达最终厚度，则双膜均中止若次膜料先到达最终厚度，则主膜料将继续到最终厚度RATIOCONTROL:比率控制-设定次要膜料的速率与主膜料速率的百分比(次膜料速率不能为0)CALSTATUSandCROSSTALK:校准状态与交互式校准显示校准厚度值是否由用户输入或者有交互式对华校准过程获得共镀膜参数58工艺编程59复制/删除工艺60进入应用编程61应用编程62应用编程63进入输入输出编程64I/O编程65I/O编程66I/O编程67定义客户信息68定义客户信息69软盘应用70软盘应用71进入外部通讯72外部通讯73进入逻辑编程74逻辑编程75逻辑编程76逻辑编程77在逻辑编程语句“IF”后插入条件:–Events事件(输入)为:–膜厚控制仪状态或工艺参数值–外部条件输入–计时器或计数器的状态–事件可以:–用And,OrandOn连接–用括弧分组–Negated非在逻辑编程语句“THEN”后插入动作:–Actions动作(输出)可用来:–控制镀膜过程–设置外部输出状态–控制计时器或计数器–显示信息–Actions自动由AND串联.注意:一旦激活，输出一直保持到下一个逻辑编程语句让其关闭为止.逻辑编程语句78通过I/O让外部设备控制IC/5或让IC/5控制外部设备.IFEXTRNLINPUT1THENSTARTIFTHICKLIMITONLAYER1THENSTART--当膜1的THICKLIMIT达到编程的厚度时产生一个Start命令.逻辑编程语句实例79定义逻辑编程语句使IC/5的工艺过程满足特殊应用.IFPROCESSENDALLandLAYERENDALLTHENSTART--自动产生一个开始下一层的START命令.IFRISE1onLAYER1THENSTARTandSOAKHOLD2ON2IFLAYEREND1THENSOAKHOLD2OFF2--对于源2打开进入Soak2直到第一层膜结束。第二条语句关闭Soak2Hold.逻辑编程语句实例80用一个计时器“延时”已打开继电器.IFTHICKLIMIT