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书山有路勤为径，学海无涯苦作舟
EI-5Z 电子束镀膜机膜厚控制的改善
分析了E
在半导体生产中，蒸发是一道重要的工序，膜厚控制的准确与否是衡量
蒸发效果的关键指标, 直接影响到后续的生产工艺及最终产品的性能。
在批量生产中，一方面强调准确测量薄膜厚度, 另一方面对膜厚均匀性即膜厚随基片表面的变化以及片架上不同位置基片之间的膜厚变化也有很高的要求。
本文以ULVAC 生产的E
在真空条件镀制薄膜的方法中，蒸发是最古老的一种技术。
随着时间推移，在很多应用中,它已经逐渐被其他方法所代替, 比如SPUTERR 蒸发的技术原理很简单，待蒸发的物质(蒸发源) 放在即将进行蒸发作业的特定腔体的特定容器(坩埚)中，在真空条件下加热到一定温度。
将被蒸发物质加热的方法有两种, 通过感应磁场激励的电子束, 或者是电阻丝加热。
蒸发腔体内没有被快门(shutter)保护的部分，被蒸发的物质都会在其表面沉积，形成薄膜。
4、E
4.1、晶体位置
如根据膜厚分布理论,可以通过在蒸发腔体中增加调整板来改善基片之间的膜厚均匀性, 提高成品率，满足批量生产的要求。
在调整板的设计过程中,忽略材料蒸发时的角向误差，薄膜厚度T 仅和蒸发角度θ 有关，通过增加调整板来改变因为蒸发角不同而导致的薄膜分布的差异。
调整板的最终确定通过实际生产数据进行修正并最终确定。
(1)生产条件。
电子束蒸发镀膜
1、电子束蒸发镀膜：
电子束蒸发镀膜（EB PVD）是一项化学上优质、性能卓越的金属镀膜方法，它
利用电子束技术使金属材料蒸发，然后以无定形溅射的方式将浓度均匀的金属材
料形成镀膜在次底面上。
电子束蒸发镀膜使用的主要金属包括黄铜、锌、锡、铬、铝及不锈钢等。
2、适用范围：
电子束蒸发镀膜适用于精密机械、工具、航空航天、集装箱和运输设备、生物医学设备、精密光学仪器、特种电子元件及不同行业中所需要的高性能件。
3、优势：
电子束蒸发镀膜技术比其他镀膜技术具有更高的表面性能，如光泽度、耐蚀性、耐磨性等等，同时也可以产生较厚的镀层，此外，这种镀膜技术对金属蒸发源的
要求低，可以使用少量金属材料，并能够产生良好的附着力和均匀性。
4、操作方式：
电子束蒸发镀膜需要一台蒸发源，采用放电的方式加热蒸发源，使金属材料汽化，然后以精确的电子束缩短端部，使金属以无定形溅射的方式投射到次底面上，通过调整放电情况及电子束形成状态，使投射金属材料以薄层沉积在基体上，建立起人为制造的金属镀膜。
5、应用场景：
电子束蒸发镀膜的应用场景比较广泛，可以用于汽车用品、交通设施及装备的防腐防护；用于摩托车、船舶及飞机等运输工具的防腐涂层；用于电子器件、保险
丝及其他电子精密件的钝化防腐涂层；在厨具行业、医疗器械行业和汽车制造等行业也有着广泛应用。
电子束蒸发技术在薄膜制备中的应用指南薄膜制备技术在当今科技领域发展迅猛，其中电子束蒸发技术因其独特的优势，逐渐成为研究领域的热点。
本文将就电子束蒸发技术在薄膜制备中的应用指南进行探讨，以期为相关研究工作者提供一定的参考。
1. 电子束蒸发技术的基本原理电子束蒸发技术是一种通过控制蒸发材料的电子束进行材料的薄膜制备技术。
其基本原理是利用高能电子束对靶材进行加热，使其蒸发并沉积在衬底上形成薄膜。
在这一过程中，控制电子束的束流密度和能量分布不仅能够精确控制薄膜的厚度和结构，还能够有效提高薄膜的成分均匀性。
2. 电子束蒸发技术的应用领域电子束蒸发技术在薄膜制备中的应用领域广泛，涵盖了光电子器件、光学镀膜、功能材料等诸多领域。
其中，光电子器件是电子束蒸发技术的重要应用领域之一。
通过电子束蒸发技术制备的光电子器件具有高效率、高分辨率和低漏电流等优点，适用于光通信、光储存等领域。
此外，电子束蒸发技术还可用于光学镀膜，制备高反射率的金属镜片和抗反射膜，提高光学元件的性能。
在功能材料领域，通过电子束蒸发技术可以制备具有特殊磁性、光学性能的材料，用于磁性存储材料和光学传感器等方面。
3. 电子束蒸发技术的优势和挑战电子束蒸发技术相较于其他薄膜制备技术具有诸多优势。
首先，电子束蒸发技术可以实现高温沉积，利于构建高结晶度和致密性的薄膜。
其次，通过控制电子束的能量和束流密度，可以实现对薄膜厚度和成分的精确控制，有助于制备符合要求的薄膜。
此外，电子束蒸发技术还具有高成本效益和直接蒸发能力的特点，适用于大规模制备和复杂结构的薄膜。
然而，电子束蒸发技术在实践应用中仍然面临一些挑战。
首先，高能电子束对靶材的加热容易造成材料的变形和脆化，影响薄膜质量。
其次，电子束蒸发过程中，电子束与靶材之间通常存在静电相互作用，造成部分蒸发物质在沉积过程中发生偏移或粘附不均匀，进而影响薄膜的性能。
4. 提高电子束蒸发技术制备薄膜的质量与性能为了提高电子束蒸发技术制备薄膜的质量与性能，有几个方面需要重点关注。
电子束蒸发与磁控溅射镀铝的性能分析研究随着科学技术的不断发展，半导体器件的种类不断增多。
原始点接触晶体管、合金晶体管、合金扩散晶体管、台面晶体管、硅平面晶体管、TTL集成电路和N沟硅栅平面MOS集成电路等，其制造工艺及工艺之间的各道工序也有所差别。
在硅平面晶体管工艺过程中，电极材料的制备技术是一项关键工艺，典型的制备技术主要有两类：一类是电子束蒸发镀膜技术，另一类是磁控溅射镀膜方法。
长期以来，在生产实践中由于电了束蒸发与磁控溅射这两种方法制备晶体管微电极各具优势，而且各自采用的设备和工艺不同，因而其产品质量孰优孰次一直存在争论。
本文就这一问题展开研究，详细分析了常用电极材料Al通过这两种方法制备成薄膜电极的膜厚控制、附着力、致密性、电导率和折射率等重要性能指标，测试结果分析表明磁控溅射铝膜的综合性能优于电子束蒸发。
1 实验设备及优化工艺参数1.1电子束蒸发设备及优化工艺参数选用CHA-600型电子束蒸发台。
它主要由真空镀膜室、真空系统和真空测量仪器的一部分构成。
真空镀膜室主要由钟罩、球面行星转动基片架、基片烘烤装置、磁偏转电子枪、蒸发档板及加热装置等构件所组成；真空系统主要由机械泵的冷凝泵组成，选用冷凝泵可以更容易地抽到高真空状态，避免了油扩散泵返油而产生污染真空室的现象；用离子规来测量真空度。
坩埚选用石墨坩埚，避免了坩埚与Al反应生成化合物而污染Al膜，坩埚的位置处在行星架的球心位置，从而保证成膜厚度的均匀性。
蒸镀过程中膜厚的测量选用石英晶体膜厚监控仪。
电子束蒸发镀Al的典型工艺参数为：真空度：2.6 ×10-4Pa；蒸发速率：20—25 A/s；基片温度：120°C；蒸距：45cm；蒸发时间：25min；电子枪电压：9Kv；电子枪电流：0.2A。
1.2溅射设备及优化工艺参数选用ILC-1012MARK Ⅱ 1012溅射装置；操作简单，并能保证产品质量的均一性。
此溅射台主要由片盒卸室SL，片盒交换室TL，清洗室CL和溅射成膜室SP组成。
摘要本文对电子束蒸发系统进行了详细的研究，并对影响电子束蒸发的五个主要因素包括铝源、坩埚、烘烤温度、高压供给和真空进行了全面的分析，在理论分析的基础上，分别对其作了关键性的对比实验，并对实验数据应用MSO EXCEL 进行了分析与绘图，从直观的角度分析对比，得出了最优方案。
本文采用递进优化的实验方法，即先对其中之一的因素作对比实验，得出较好的条件后将其用于第二个因素实验的先决条件，依此类推，从而优化设备硬件及工艺条件。
通过研究与实验，得出了适合本车间最优的设备硬件与工艺条件：即采用进口铝源作为蒸发源；用Telemark 258 Electron Bean Gun 258型的坩埚作为蒸发源载体；烘烤温度满足在200℃左右；高压方面应用-10KV的高压供给，在达到这四个条件后，最重要的条件真空度再达到7.0×10-7TORR以上时，铝层质量包括致密性（腐蚀速率）、一致性（方块电阻）达到最好效果。
关键词：电子束，铝源，坩埚，烘烤温度，高压IABSTRACTI made a detailed study about electron beam evaporation system in this graduation thesis, and made a comprehensive analysis on impact of electron beam evaporation and the five major factors include aluminum source crucible, baking temperature, high voltage supply and vacuum. Based on analyzing the basic theories, respectively to make pivotal contrastive experiments. Application of the experimental data analysis and graphics MSO EXCEL obtained after drawing from the visual point of view of comparing the optimal plan.The result of the experimental method used to optimize. Firstly I made experiments on one of the factor, that make comparative experiments had good conditions for the second factor will be the prerequisite for the experiment, and so on, thus obtained for the workshop the best equipment hardware and process conditions. And the conclusion is that we must use imported aluminum source as evaporation source; with Telemark 258 Electron Bean Gun 258-type evaporation source crucible as a carrier; baking℃-10KV high voltage application of the temperature is about to meet in the 200 ;high-voltage supply, in achieving these four conditions, the most important conditions for the vacuum and then to 7.0 × 10-7TORR above, the aluminum layer of quality, including density (corrosion time), consistency (sheet resistance) to achieve the best results.Keywords：electron beam evaporation， aluminum source，crucible, baking temperature, high voltage supplyII目录第一章引言 (1)1.1 电子束蒸发的发展 (1)1.2 电子束蒸铝的分类 (1)1.2.1 电子束蒸发源蒸镀法 (1)1.2.2 高频感应蒸发源蒸镀法 (1)1.2.3 电阻蒸发源蒸镀法 (1)1.2.4 激光束蒸发源蒸镀法 (2)1.2.5 磁控溅射在表面改性技术中的应用 (2)1.2.6 等离子增强磁控溅射沉积技术（PMD） (2)1.2.7 反应磁控溅射技术 (3)1.2.8 离子镀 (3)1.3 本文所做的工作 (3)第二章电子束蒸铝的影响因素 (4)2.1设备总体概括 (4)2.2铝源 (5)2.3坩锅 (5)2.4蒸发速率 (5)2.5烘烤 (6)2.6高压电子束的供给系统 (6)2.7真空 (6)2.7.1真空的概念 (6)2.7.2真空的分类 (6)2.7.3真空在电子束蒸发中的重要性 (7)第三章研究对象的研究及规格统一 (8)III3.1 铝源的研究与规格比较 (8)3.2 坩埚的研究与规格确定 (9)3.3蒸发速率的研究 (12)3.4烘烤温度方面 (14)3.5 高压供给系统的研究 (15)3.5.1环形枪 (15)3.5.2偏转式电子枪 (17)3.6真空 (18)3.6.1 机械泵的研究 (19)3.6.2 罗茨泵的研究 (21)3.6.3 低温泵的研究 (23)3.6.4 各台设备真空值的校准与统一 (24)第四章单台设备进行的工艺实验 (26)4.1设备的确定 (26)4.2 工艺参数与实验方法的确定 (26)4.3实验及数据 (28)4.3.1 第一实验：铝源选用 (28)4.3.2 第二实验：坩埚实验 (31)4.3.3 烘烤实验 (35)4.3.4 电压电流实验 (43)4.3.5 真空实验 (47)第五章结论 (56)致谢 (57)参考文献 (58)IV第一章引言1.1 电子束蒸发的发展电子束蒸发镀膜技术最初起源于上个世纪30年代，直到70年代后期才得到了较大发展，此技术在整个工业生产中具有十分重要的地位，国内外无论是半导体制造厂抑或是精密光学厂商在此领域都有所研究，广泛应用在耐酸、耐蚀、耐热、表面硬化、装饰、润滑、光电通讯、电子集成、能源等领域。
刘兴悦 戴佳鑫( 合肥工业大学真空技术与装备系 安徽合肥230009)摘 要: 薄膜技术在现代科学技术中的重要性与日俱增。
薄膜均匀性是衡量薄膜质量和镀膜装置性能的一项重要指标, 它在光学、光电等器件的加工工艺中发挥着重要作用。
本文介绍了在真空蒸发镀膜中改善薄膜均匀性的方法,着重分析了影响薄膜均匀性的各种因素以 及改进措施。
针对旋转基片的镀膜室,设计了精确的修正挡板形状,从而改善了膜厚的均匀性。
关键词:薄膜 均匀性 蒸发镀 挡板 中图分类号 :t b 43 文献标识码 :A 文章编号 :1674-098X(2010)03(c)-0002-02随着真空镀膜技术的广泛应用 , 对薄 膜均匀性的要求也越来越高 。
任何一种有 实际应用价值的薄膜都对膜厚分布有特 定的要求 , 除了少数特殊场合外 , 绝大多数情况下都要求薄膜厚度尽可能均匀一 致 [1,2] 。
薄膜均匀性是指待镀基片上所镀的 膜厚随着基片在真空室内位置的变化而变化的情况 , 它是衡量薄膜质量和镀膜装 置性能的一项重要指标 。
对于仅改变镀膜 状态 , 所镀出来的膜厚均匀性还是欠佳 ; 只 靠改变不同类型的蒸发源 、不同的基片以及基片的运动方式 , 也不能在很大程度上 提高膜厚均匀性 [3,4] 。
目前在镀膜过程中采 用一块修正板对基片进行遮挡 , 把不均匀 的膜厚遮挡掉 , 来提高膜厚均匀性是一种新的发展思路 [5] 。
本文主要是在真空蒸发 镀的条件下 , 对薄膜厚度均匀性进行了讨 论 , 以及为达到膜厚均匀设计了适合的修 正板。
1 修正板公式推导假设基片绕固定轴做匀速旋转运动 , 蒸发源在旋转中心轴线上 。
在镀膜过程中 , 距离基片旋转中心相等的任意点的膜厚应 该是均匀分布的 。
在基片上设置一块修正 板 , 实现间歇性遮挡的目的。
图 1 表示了基片上膜厚分布曲线 , 假设 其符合二次函数的形式 。
基片中心处膜厚 最大为 H m ax , 基片边缘处膜厚最小为 H m i n 。
电子束蒸发镀膜
电子束蒸发镀膜是一种利用电子束技术进行表面调节的新型技术。
主要包括电子束沉积技术、电子的自由集束技术、固体分子束蒸发技术和蒸发镀技术等。
其最常见的应用是将金属材料蒸发后镀在特定表面，例如制造硬件零部件、半导体芯片、内部壁板绝缘子护套等。
电子束蒸发镀膜使用一种类似于电子枪的装置对材料进行蒸发，通过电子束的蒸发加热，调整表面的结构和表面物性，使其更加符合要求。
电子束蒸发镀膜技术的蒸发可以调节的参数比传统的蒸发镀技术要多，能产生覆盖更加均匀的薄膜。
其蒸发速率可以从千分之一米到千分之一米之间调整，并且可以控制密度和厚度，甚至可以获得不同部位具有不同厚度的带型折叠膜。
电子束蒸发镀膜技术可以应用于塑料表面、陶瓷表面、金属表面、玻璃表面等，也可以与聚合物表面相结合，以已有的表面调节技术来获得更高的耐磨性、耐腐蚀性和高荷重痛定力。
具有比其他技术更低的成本和更高的效率，因此受到广泛应用于汽车行业、家具配件行业和电子产品行业等。
电子束蒸发镀膜技术可以将金属蒸发膜覆盖在表面，具有抗腐蚀、耐磨、耐油污、坚韧度高、光滑度好等优点，有助于提高工件的使用年限。
此外，电子束蒸发镀膜技术的表面形貌精密，可以在膜层不太厚的情况下达到较高的耐磨强度，从而满足表面质量要求。
真空镀膜稳定性与均匀性研究作者：刘海勇刘丽娜高鹏来源：《中国新技术新产品》2015年第07期摘要：真空镀膜的质量受多种因素的影响，镀膜工艺参数等诸多要素直接影响到真空镀膜的稳定性与均匀性。
本文以真空蒸发镀膜和PECVD法为例，详细分析了影响镀膜稳定性与均匀性的工艺问题，希望对于实际真空镀膜工作质量的提供有所启发和帮助。
关键词：真空镀膜；蒸发镀；PECVD；稳定性；均匀性中图分类号：TB43 文献标识码：A随着真空镀膜技术的发展与应用，对于镀膜质量的要求越来越高。
如何有效保证镀膜稳定性与均匀性，成为工程师们需要考虑的重点问题。
然而在实际镀膜工作中，由于真空镀膜质量受到许多内外因素的影响，很难准确了解各因素对于镀膜质量的影响，这对于提高镀膜质量造成很大的困难。
一、蒸发镀膜稳定性与均匀性的控制1 蒸镀工艺方式的选择热电阻蒸镀与电子束蒸镀是最为常见的蒸发镀膜方式，其中热电阻蒸镀的原理是通过电流加热蒸发蒸发舟上的原料，而电子束蒸镀的原理是通过电子束加热蒸发水冷坩埚上的原料。
热电阻蒸镀的优点在于设备简单、价格低、可靠性较高，对原料预热充分，不容易导致化合物原料分解，其缺点在于能达到的温度不高，加热器使用寿命不长。
而电子束蒸镀的优点在于能达到的温度更高，蒸发速度快，但缺点是难以有效控制电流，容易导致低熔点材料快速蒸发，且电子束能量多被水冷系统带走，热效率低，电子束轰击还容易造成化合物原料的分解，坩埚存在污染原料的可能性，另外会产生对人体有害的X射线。
因此在具体的真空镀膜生产工作中，我们可以根据以上分析来选择适宜的蒸发镀设备和工艺方式，例如MgF2的熔点只有1261℃，考虑到熔点低如选用电子束蒸镀很难控制预蒸镀时间和电流，容易蒸镀不均匀且产生残留原料，原料也易受坩埚的污染。
因而更适合使用热电阻蒸镀的方式，可以调节电流来充分预蒸镀，先消除原料中的杂质，避免直接蒸镀原料受热不均导致的喷溅，进而能够保证蒸镀的稳定性和均匀性。
